Как заливать монолит

Сегодняшнее домостроение не стоит на месте, а постоянно совершенствуется и оптимизируется. Существует множество новых технологий, и одна из них — это возведение стен из монолита. Монолит — это сплошной камень, который изготовляется из твердой геологической породы. Также этот материал называют сооружениями, которые изготовлены только из камня, или его частей. Например, памятники.

Далее приведены основы, которые помогут правильно сделать стену из монолита:

1. Для создания стены из монолита используют опалубку. Опалубка — это прочная и надежная конструкция, которая включает в себя каркас из железной арматуры. После ее создания, она заполняется жидким бетоном.

2. Чтобы стена была готова, нужно подождать, пока высохнет бетон. Время твердения бетона зависит от климатических условий (температура, влажность). Только после этого можно начинать работу над снятием опалубки. Если она была качественно сделана, то стены можно даже не штукатурить, а сразу заниматься обоями.

3. Существует много видов опалубки, которые делят на две основные: стандартные и несъемные. Чтобы изготовить стандартную (обычную) опалубку — понадобятся доски, из которых делают опалубочную конструкцию, и железная арматура, она будет служить надежной основой. Несъемная опалубка — это опалубка, которая после формирования стен не снимается, а может пригодиться как эффективный элемент утепления стен. Подобных технологий сейчас множество, одна из которых — «Термодом», что означает хорошо утепленный дом.

При применении технологии «Термодом» используются опалубки из специального пенополистирола, из которого делают отдельные легкие модули. Эти блоки образуют полости в полтора метра, которые при строительстве армируются, а затем наполняется бетоном. Большим преимуществом этих блоков является то, что они имеют специальную систему замков, которые позволяют легко и быстро их состыковывать, и при этом препятствовать вытеканию бетона. При использовании технологии несъемной опалубки, мы создали монолитную стену и заодно ее утеплили, как снаружи, так и изнутри.

Чтобы свести такую стену, с использованием метода «Термодом», нужно на подготовленную плоскость расставить, в шахматном порядке, полистироловые блоки. Затем устанавливают металлические стержни с арматуры и послойно бетонируют вручную или с помощью специального насоса.

Как залить плиту перекрытия своими руками? Учимся на советах профессионалов. Плита перекрытия своими руками

Монолитное перекрытие

Монолитное бетонное перекрытие — сложный строительный элемент, проектирование которого всё же лучше доверить архитектору . Проблема в том, что одно дело, когда заливается монолитом только небольшая часть перекрытия, а остальное укладывается заводскими плитами. Совсем другое дело — это монолит целиком всего этажа. Если со стенами брак, халтура, ошибки становятся видны постепенно и обычно без серьёзных проблем, то неправильно построенное монолитное перекрытие — это риск трагических последствий.

У покупных пустотных плит перекрытия есть заводская допустимая нагрузка, например, 800 кг/м 2 . А вот точную максимальную нагрузку на монолитную плиту может сказать только проект архитектора. И к тому же эта нагрузка будет правильной только при условии, что строительство монолита было сделано без ошибок и из материалов с характеристиками в соответствии с проектом. По этой причине в ИЖС люди, которые льют монолитное перекрытие без проекта, часто перестраховываются и берут большой запас прочности.

Строительство монолитного бетонного перекрытия начинается с установки опалубки . Обычно применяется влагостойкая ламинированная фанера либо, если есть возможность, можно взять в аренду специальную опалубку для монолитных перекрытий. Снизу опалубка поддерживается специальными

телескопическими стойками-домкратами (их тоже можно взять в аренду) либо самодельными подпорками из бруса.

Телескопическая стойка имеет максимальную нагрузку, которая зависит от вида стойки, высоты ее установки и способа монтажа. Поэтому допустимая нагрузка может колебаться от 600 до 7000 кг на одну стойку. При плотности железобетона 2500 кг/м 3 один квадратный метр залитой плиты толщиной 20 см будет весить 500 кг. Можно рассчитать, какое минимальное количество стоек понадобится для перекрытия. Про вес опалубки тоже надо помнить.

Сверху стоек кладутся продольные балки, а сверху продольных балок кладутся поперечные балки, чтобы фанера лежала на них максимально жёстко и не провисала. Верхняя поверхность, образуемая опалубкой, должна быть максимально ровной. По периметру будущей плиты устанавливается борта опалубки из досок на высоту (толщину) плиты.

После установки опалубки вяжется арматурный каркас — квадратная сетка в один или два слоя. В большинстве случаев выбирается размер квадрата в сетке 20х20 см. Чтобы увеличить несущую способность плиты, обычно увеличивают диаметр арматуры, а не уменьшают размер квадрата.

Будет ли армирование в один или два слоя — это устанавливается в расчете архитектором! Нижняя арматурная сетка обычно «важнее» верхней, т.к. она воспринимает основные растягивающие нагрузки. Даже если дом строится без проекта, то для правильного расчёта армирования монолитного перекрытия всё же лучше обратиться к проектировщику. Диаметр арматуры зависит от нагрузок и ширины пролёта: при разных входных данных возможно применения арматуры от 8 до 20 мм.

Арматура вяжется проволокой. Если длины арматурных стержней не хватает, то арматура соединяется внахлёст.

Толщину монолитной плиты обычно выбирают в 20 см. Также популярна рекомендация не делать монолитное перекрытие толщиной менее 1/30 пролета, иначе увеличивается прогиб плиты.

Чтобы получился обязательный для арматуры защитный слой бетона , связанный арматурный каркас должен быть приподнят над опалубкой с помощью пластиковых подставок. Таким образом бетон будет окружать арматуру со всех сторон. Арматура также не должна касаться боковой доски опалубки, там тоже необходим защитный слой бетона.

После окончания вязания арматурного каркаса заливается бетон . Заливать нужно всё за один раз, не растягивая процесс, поэтому необходимо покупать заводской бетон . Залитый бетон необходимо выровнять и уплотнить.

Если верхняя поверхность стены, на которую опирается монолитная плита, имеет пустоты (например, тёплая керамика), в которые может уйти вода из бетона, то нужно предварительно обязательно затереть эту поверхность стены раствором. Вода не должна уходить из свежезалитого бетона — будут трещины!

Застывшее монолитное перекрытие нужно периодически поливать водой , чтобы бетон не трескался и набирал прочность. Чтобы вода не испарялась, плиту можно дополнительно

накрыть плёнкой .

С вопросом, когда снимать опалубку с монолитного перекрытия, есть неоднозначность. Многие частные застройщики подолгу держат опалубку чуть ли не по 30 дней. Но, например, в таблице 5.11 из СП 70.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87) «Несущие и ограждающие конструкции» указано, что при распалубке прочность бетона в незагруженных монолитных конструкциях должна быть не менее 70% проектной при пролёте до 6 м и не менее 80% при пролёте свыше 6 м. Обычно 70% прочности — это примерно 3-4 дня, зависит от бетона, температуры, добавок в бетон.

Срок, когда именно бетон наберёт прочность, может сказать производитель бетона или проектировщик-архитектор. Для перестраховки многие держат опалубку 2-3 недели, хотя это может тормозить строительство. Между прочим, профессиональные строители при строительстве монолитных многоэтажных зданий успевают за неделю заливать один этаж.

Нагружать залитое монолитное перекрытие значительными дополнительными нагрузками (например, поддонами с кирпичом) можно только через 21 день.

В монолитном перекрытии довольно часто образуются трещины , т.к. бетон — это неэластичный материал, т.е. он не может растягиваться. Если трещины незначительные, то не стоит их бояться. Архитекторы, проектирующие перекрытия, могут сделать расчёт по образованию трещин.

Отмечу, что в этой статье речь шла об «обычном», плоском монолитном перекрытии. Также есть технология ребристого монолитного перекрытия . Плита заливается с выступающими вниз «рёбрами» (т.е. балками), которыми она опирается на несущие стены или колонны. Ребристое перекрытие сокращает использование бетона и в некоторой степени арматуры; это экономит деньги, снижает вес перекрытия. Также ребристое перекрытие обычно позволяет перекрыть пролёт большей длины.

Однако устройство опалубки под плиту со множеством рёбер — значительно более трудоёмкий процесс, чем для плоской плиты. Чтобы в целях экономии на бетоне не потерять потом в допустимой нагрузке на перекрытие, расчёт монолитной ребристой плиты (как и обычной плоской) важно доверить специалисту. Также не забывайте, что потолок с таким перекрытием получится ребристым (как в заводских зданиях), поэтому для создания плоского потолка штукатурка отпадает, остаётся гипсокартон.

Оптимальное перекрытие в домах с кирпичными, бетонными и сложенными из отдельных бетонных блоков стенами — сборные плиты заводского изготовления. Но в домах со сложной конфигурацией не всегда возможно смонтировать готовые изделия стандартных размеров или подъезд тяжёлой грузоподъёмной техники к месту монтажа затруднён. В таких случаях приходится выполнять бетонирование конструкции непосредственно на месте. Рассмотрим, как правильно заливать плиты перекрытия в соответствии с действующими строительными нормативами и правилами, что обеспечит прочность, надёжность и долговечность конструктива.

Достоинства монолитного варианта

Несмотря на повышенную трудоёмкость выполнения работ, монолит имеет следующие преимущества перед готовыми сборными конструкциями:

• монолитная плита перекрытия, за счёт отсутствия швов, более равномерно распределяет нагрузки, передающиеся на стены и фундаментную часть;
• возможность перекрывать здания со сложной конфигурацией, большим количеством углов и различных закоулков;
• лёгкость устройства лоджий и балконов без необходимости укладки дополнительных элементов с обеспечением их надёжного закрепления;
• беспроблемный пропуск через перекрытие дымоходов и инженерных коммуникаций;
• ровность потолочных поверхностей и при полном отсутствии стыковочных швов;
• самостоятельное выполнение, без привлечения тяжёлых грузоподъёмных механизмов и рабочих бригад.

На что нужно обратить особое внимание при самостоятельном устройстве монолитного перекрытия

При продумывании как залить плиту перекрытия своими руками необходимо:

1. Детально ознакомиться с технологиями выполнения работ.
2. Рекомендуется заказать полный проект конструктива в проектной организации. В котором, конкретно для вашего дома, расчётным путём будут определены:
   • оптимальные размеры и толщина конструктива;
   • конструкция и способы сооружение опалубки;
   • классы нужной арматуры, нужное количество и размеры, шаг её расположения и порядок армирования;
   • объём и необходимый класс бетона, правила его укладки и уход в процессе твердения;
   • мероприятие по технике безопасности.

Далее будут изложены основные рекомендации, если по каким-либо причинам заказать готовый проект не представляется возможным. Основной показатель — толщина плиты перекрытия, которая должна составлять одну 30-ю от величины перекрываемого пролёта. К примеру, в 6-ти метровых пролётах — 20-ть см.

Устройство опалубки

Могут применяться два следующим вида опалубок:

• инвентарные заводского изготовления, сборные элементы идеально подогнаны, что позволяет быструю и качественную сборку. В комплект входят телескопические опоры, позволяющие лёгкую установку опалубки на одном горизонтальном уровне. Стоимость таких конструкций высока, но их можно арендовать на время за умеренную цену;
• изготовленные на месте производства работ и применяемые в большинстве случаев.

Установка самодельной опалубки включает следующие работы:

1. Установка вертикальных опорных стоек из бруса сечением ≥ 10 × 10 см или качественных брёвен диаметрами ≥ 10-ти см. Стойки устанавливаются на прочное основание, при необходимости на дощатые подкладки. Шаг расположения равен 1-му м с зазором от стен ≥ 20-ти см. Межрядовое расстояние ≤ 2-х м. Верх стоек выравнивается строго на одном горизонтальном уровне. Для исключения смещений выполняется раскрепление поперечными, продольными и диагональными связями.
2. Монтаж ригелей из бруса, двутавровых балок или швеллера.
3. Укладка сплошного палубного настила из плотно подогнанных обрезных досок толщиной ≥ 40-ка мм или 2-х см фанеры. Верх настила устраивается на уровне окончания кладки перекрываемого этажа. Вся поверхность, за исключением торцов стен, на которые будет ложиться монолит, застилается плотной полиэтиленовой плёнкой или рулонными гидроизоляционными материалами.
4. По внешним кромкам торцов выкладываются бортики толщиной в полкирпича при высоте в два ряда, которые рекомендуется обить изнутри пеноплексом, или нашить щиты на необходимую толщину монолитной конструкции. Эти бортики будут служить вертикальными опалубочными стенками.

Армирование плиты перекрытия

В опалубку укладывается пространственный арматурный каркас из 2-х сеток. Армирование выполняется арматурными стержнями A-II или A-III диаметрами от 10-ти до 16-ти мм. Сетки вяжутся с ячейками ≤ 20-ти см с использованием тонкой вязальной проволоки. Соединение стержней по длине осуществляется с 40-ка см нахлёстом. Стыки выполняются с максимальным удалением друг от друга. Совпадение в соседних рядах недопустимо. Армирование должно заходить на кирпичные стены ≥ 15-ти см, а из лёгких бетонных блоков ≥ 25-ти см. При устройстве проёмов их кромки должны обрамляться арматурными стержнями.

Защитный слой бетона в плите перекрытия должен быть от низа нижней, верха верхней сеток и торцов арматурных стержней 25-ть мм. Для этого нижняя сетка укладывается на “сухарики” (тонкие бетонные параллелепипеды с заложенными внутрь отрезками вязальной проволоки) или специальные пластиковые фиксаторы. Для обеспечения фиксированного взаимного расположения сеток по высоте их соединяют стальными хомутами с загнутыми концами, расположенными через метр в шахматном порядке. Для надёжности фиксации можно дополнительно приварить арматурные коротыши. В продаже представлены готовые соединительные элементы для закрепления положения сеток относительно друг друга. Их устанавливают в разбежку с шагом в 40-к см. В промежутках на расстоянии 70-т см от несущих стен установка выполняется через каждые 20-ть см.

Верх необходимого бетонного слоя отмечается прочерчиванием линий по периметру опалубки.

Заливка плиты перекрытия

Перед бетонированием необходимо:

• ещё раз проверить надёжность и устойчивость установленной опалубки
• правильность и прочность армирования
• наличие и исправность инструментов и оборудования необходимого для укладки бетонной смеси
• установить необходимые закладные детали и короба обрамления устраиваемых проёмов для прохода дымоходов и пропуска инженерных коммуникаций.

Бетонирование рекомендуется выполнять без технологических перерывов, в один приём. Для этого оптимально заказать необходимый объём бетона В 25 на бетонном заводе с подвозкой автомобильными миксерами. Если имеется возможность размещения автомобильного крана с достаточной длиной и вылетом стрелы, то подачу смеси можно выполнять специальными туфельками. В противном случае придётся прибегнуть к применению бетононасоса.

Смесь равномерно распределяется полосами шириной до 2-х м с одинаковой толщиной, отсутствием разрывов и постепенным перемещением по всей площади. Уплотнение бетонной смеси выполняется при помощи глубинных вибраторов и поверхностных виброплощадок. Финишное выравнивание, с тщательным контролем толщины уложенного бетона, выполняется гладилками и штукатурными мастерками.

При большой площади укладки и невозможности осуществления укладки без перерыва, в местах действия неосновных нагрузок допускается устройство рабочих швов. Шов должен быть только вертикальным и строго перпендикулярным к плите, что обеспечивается укладкой реек на всю толщину плиты. Работы можно продолжать через сутки. В месте расположения шва металлическими щётками удаляется цементная плёнка до обнажения крупного заполнителя, арматура очищается от налипшего раствора, выполняется продувка сжатым воздухом и промывка водой под давлением.

После затвердения бетона, короба разбираются. Вся поверхность накрывается ровным слоем полиэтиленовой плёнки и смачивается в первые три дня. При температурах наружного воздуха ≥ 10°C готовая плита накрывается плотной тканью или мешковиной с постоянным увлажнением. Разборку боковых опалубочных элементов выполняют через три недели, а полный демонтаж через месяц.

Утепление чердачного перекрытия по плите выполняется укладкой на перекрытие пароизоляционного слоя, поверх которого укладывается утеплитель. В качестве утеплителя могут использоваться:

• пенополиуретан;
• экструдированный пенополистирол;
• пенопласт;
• минераловатные плиты;
• керамзит или опилки.

В зависимости от назначения чердака и вида утеплителя может устраиваться половое покрытие или устраиваться ходовые мостики.

Бетонные балки перекрытия, а также плитные и другие конструкции применяются для формирования горизонтальных поверхностей строящегося здания. Они должны быть достаточно прочными, чтобы эффективно передавать нагрузки на вертикальные несущие конструкции, и потому их практически всегда усиливают либо стальной арматурой, либо другими элементами.

Ниже мы расскажем об особенностях этих архитектурных деталей, а также приведем ряд советов по их самостоятельному обустройству.

Обзор строительных перекрытий

Требования к конструкции

Перекрытием называется горизонтальная конструкция, которая разделяет между собой различные помещения – подвал, этажи, чердак и т.д. Помимо того что они воспринимают и передают статические нагрузки, эти детали еще и выступают в роли горизонтальных стяжек всего здания.

Требования к перекрытиям выдвигаются достаточно серьезные:

• Во-первых, они должны быть достаточно прочными и долговечными.
• Во-вторых, крайне важной является их жесткость и отсутствие деформаций.
• Также для этих элементов желательная высокая огнестойкость, водо- и воздухонепроницаемость.
• К дополнительным пожеланиям можно отнести звуко- и теплоизоляционные характеристики, но обычно они реализуются только в малоэтажном строительстве. В остальных случаях требуется дополнительное утепление бетонных перекрытий.

С этой точки зрения предпочтительными выглядят именно конструкции, изготовленные из железобетона по монолитной или сборной технологии. Деревянные балочные перекрытия тоже имеют право на существование, но их несущая способность недостаточна для использования в условиях высоких весовых и эксплуатационных нагрузок.

Монолитные разновидности

По типу обустройства подвальные, чердачные и межэтажные перекрытия делятся на две группы:

• Монолитные, которые заливаются непосредственно на объекте.
• Сборные, которые монтируются из отдельных элементов.

Ниже мы рассмотрим особенности возведения обеих разновидностей.

Инструкция по заливке монолитной конструкции такова:

• Арматурные прутки диаметром от 10 до 20 мм (в зависимости от расчетной нагрузки) привариваем к металлическим закладным в так называемом арматурном поясе по периметру здания .
• Прутья связываем проволокой или свариваем меду собой, формируя арматурную сетку . Для большинства зданий оптимальным размером ячейки будет 200х200 мм.

Обратите внимание!
При формировании каркаса заранее предусматриваются места для прокладки коммуникаций, например, проход дымохода через бетонное перекрытие и т.д.

• Далее из щитов ОСБ или толстых досок монтируем опалубку . Деревянные детали во избежание набухания стоит обернуть плотным полиэтиленом. Все части опалубки скрепляем между собой, набивая на внешнюю сторону деревянные брусья.
• Собранные щиты крепим к арматуре с помощью достаточно толстой проволоки . При монтаже следим, чтобы опалубка располагалась ниже металлических деталей на 30-50 мм. Для облегчения позиционирования сегодня активно используются специальные дистанционные вкладыши.
• Во избежание провиса опалубки подпираем детали деревянными брусьями или телескопическими штангами, после чего приступаем к заливке .
• Заливку перекрытия желательно проводить в один прием – так в бетоне не будут формироваться зоны напряжения . Для этого нужно приготовить большое количество раствора, что домашних условиях сделать проблематично.
• Выход прост: нужно купить готовый бетон в требуемом объеме . Конечно, цена будет выше, но зато не придется возиться с объединением нескольких участков путем монтажа закладных.

Поскольку бетон в данном случае будет держаться исключительно на арматуре, снимать опалубку можно только после полного отвердевания цемента. Оптимальный срок выдержки составляет около 28 суток.

В итоге у нас получается монолит с отличными механическими характеристиками. Он прекрасно сопротивляется нагрузкам, а для удаления даже небольшой его части (например, при постройке люка) должна применяться резка железобетона алмазными кругами.

Сборные разновидности

Если габариты проема позволяют, то можно обустроить сборную конструкцию из железобетонных плит:

• Подбираем размеры бетонных перекрытий таким образом, чтобы плита или модуль перекрывали все свободное пространство.
• С помощью автокрана укладываем детали на армированный пояс, соединяя их между собой цементным раствором.

Обратите внимание!
Края плиты должны заходить на опору не менее чем на 12 см по всей длине.

• Для повышения прочности соединения привариваем металлические детали плит к закладным в стенах здания.

У этого метода есть ряд преимуществ:

• Во-первых, скорость монтажных работ существенно возрастает.
• Во-вторых, типоразмеры плит и их несущие способности унифицированы, что существенно облегчает расчет бетонного перекрытия.
• В-третьих, пустотелые изделия обеспечивают более качественную теплоизоляцию, чем армированный монолит.

В то же время данная методика может быть реализована только для небольших пролетов. Кроме того, при укладке плит сложно заранее обустроить необходимые проемы и коммуникационные ходы, потому может потребоваться весьма трудоемкая резка бетонных перекрытий с использованием дорогостоящих инструментов.

Если вы выполняете все работы самостоятельно, то вам стоит обязательно учитывать такой параметр, как толщина бетонного перекрытия между этажами.

Здесь нужно ориентироваться на такие цифры:

• В случае с плитным перекрытием все просто: для пролетов до 4 м берем детали толщиной 16 см, для пролетов более 4 м – 22 см. Отступления от подобного правила встречаются, но в жилищном строительстве они довольно редки.
• При возведении монолитной конструкции нужно учитывать собственный вес пола и капитального основания, массу нагрузки с запасом по прочности и т.д. Зная эти данные, а также площадь проема, мы сможем рассчитать удельную нагрузку на монолит в кг/м 2 .

Обратите внимание!
Согласно СНиП, нормативное значение данного показателя составляет 150 кг.
Однако нужно принимать во внимание коэффициент запаса прочности (1,3),так что в идеале мы должны работать с величинами порядка 195 – 200 кг/м 2 .

• На основании этих цифр мы подбираем толщину плиты, а также сечение и конфигурацию арматуры.

Без соответствующих навыков выполнить подобные вычисления на требуемом уровне качества довольно сложно. Вот почему мы настоятельно рекомендуем либо воспользоваться специальными программами-калькуляторами (Lira, SCAD, STAAD и аналоги), либо обратиться к профессиональным проектировщикам.

Самостоятельное изготовление плит

Описание технологии обустройства подобных конструкций было бы неполным, если бы мы не рассказали, как сделать бетонное перекрытие своими руками. На самом деле при наличии определенных навыков залить несколько довольно прочных плит может каждый.

Делается это так:

• Из досок толщиной до 50 мм или фанеры, усиленной деревянными ребрами, собираем днище для будущей формы. Боковые стенки делаем из доски 25-30 мм.

Совет!
Размеры опалубки подбираем в соответствии с габаритами пролета.

• Днище застилаем рубероидом или полиэтиленовой пленкой: так и протечек избежим, и процесс выемки облегчим многократно.
• Затем собираем арматурный каркас. Поскольку сварочный аппарат стоит довольно дорого, при самостоятельном изготовлении чаще всего выполняется вязка прутков тонкой проволокой.

Совет!
Чтобы облегчить конструкцию и улучшить ее эксплуатационные свойства, можно заложить в арматуру продольные полипропиленовые трубы диаметром около 60 мм.

• Каркас опускаем в опалубку, устанавливая на расстоянии 30-50 мм от днища. Для этого можно использовать как специальные прокладки, так и подручный материал — камешки, обломки плотного кирпича и т.д.
• Заливаем опалубку с арматурой раствором на основе цемента маркой не ниже М350 с добавлением песка и гравия. материал стыкованием или вибрационной обработкой.

Во время сушки поддерживаем поверхность плиты во влажном состоянии, накрывая ее мешковиной или полиэтиленом. Распалубку осуществляем минимум через две недели, после чего досушиваем изделие в открытом виде. Общее время набора должно составлять не менее 28 суток.

Вывод

Сталебетонные перекрытия, несмотря на достаточно высокую стоимость и сложность в возведении, на сегодняшний день практически не имеют альтернатив. Более того – для их проектировки обустройства в большинстве случаев желательно привлекать профессионалов, поскольку цена ошибки в этом вопросе весьма высока. Более подробно нюансы поднятой темы освещаются на видео в этой статье.

Ч ем прочнее конструкции перекрытия, тем надежнее защита. Особенно хороши для этого бетонные плиты. Но чтобы уложить их требуется подъемный кран, использовать который и дорого, и не всегда возможно.

Альтернативой для устройства перекрытия будет применение монолитного бетона. Его укладку можно делать относительно небольшими порциями, вес которых позволяет работать вручную.

Но как добиться, чтобы самодельное перекрытие из монолитного бетона имело достаточную прочность и не стало трескаться или, того хуже, не обрушилось? Возможно ли это и как это сделать без применения сложных расчетов и формул? Да, возможно. Но давайте пойдем по порядку…

Содержание:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Как устроено бетонное перекрытие

Для начала разберемся, как работает и как устроена бетонная плита перекрытия. Без этого некоторые моменты могут оказаться непонятны.

Прочность бетона, как и других каменных материалов, не одинакова в зависимости от направления нагрузки. Лучше всего он выдерживает сжатие, а хуже всего растяжение.

Причем разница настолько велика, что в расчетах прочности конструкций сопротивление бетона на растяжение обычно вообще не учитывают!

Но плита перекрытия опирается краями, а нагружается по всей поверхности. Как минимум собственным весом. Очевидно, она будет стремиться изогнуться. Если рассматривать сечение такой плиты, то в верхней части оно сжимается, а в нижней растягивается. Причем усилия будут максимальны вверху и внизу, а посередине сечения окажутся нулевыми (см. рис. 1).

Поскольку, как мы уже сказали, бетон отвратительно сопротивляется растяжению, его усиливают металлической арматурой. Без нее обычная плита сломалась бы даже под собственной тяжестью.

Арматура нужна не только внизу сечения. В плите перекрытия есть и другие места, которые испытывают растяжение, их так же нужно армировать. Как и какие напряжения возникают видно на рисунке 1.

Интересно: Парижский садовник Жозеф Монье который изобрел армирование, став таким образом «отцом» железобетона, тем не менее, был полным профаном в строительстве. Так, он до конца своих дней был уверен, что арматуру нужно укладывать в центре сечения изгибаемых конструкций. На самом же деле здесь она абсолютно бесполезна.

Подбираем армирование и марку бетона

Чем больше толщина плиты и крепость бетона, чем больше диаметр арматуры, тем перекрытие прочнее. Но одновременно тяжелее, и дороже.

Для сплошной части используем ОСП3 толщиной 16 мм. Она дешевле, чем водостойкая фанера, обычно используемая на стройке, а после пойдет для , на , черновые полы и т.п.

Схема расстановки балок и стоек при использовании инвентарной опалубки мы узнаем, когда будем её арендовать. Эта схема зависит как от нагрузки, так и типа оснастки.

Особое место занимает в строительстве заливка стен и плит перекрытий бетоном. Этот материал значительно упростил в некоторых случаях возведение жилых домов и производственных зданий. Под бетоном подразумевается некая смесь из разных веществ, связанных между собой специальным составом.

В частном строительстве гораздо проще и выгоднее заливать бетоном каркас перекрытия, чем укладывать готовые плиты.

В начале строительства проектировщики всегда просчитывают возможности разных составов бетона и закладывают, особенно для перекрытий, состав, который сможет во время эксплуатации здания обеспечить безопасность людей. Для того чтобы выполнить эту работу, научными учреждениями были проведены различные исследования и на основании полученных данных строились рекомендации. Никогда не делайте плиты перекрытия на свой страх и риск, укладывая в них как можно больше арматуры или цемента.

Чаще всего для изготовления бетона используются традиционные наполнители: щебень разных фракций; песок, не содержащий глинистых включений, и вода. Связывает эти вещества цемент, и от его свойств зависит качество стен и плит перекрытий.

При выборе цемента для бетонной смеси нужно обратить внимание на его марку, которая указывает на прочность, и на наличие в смеси добавок.

1. Прочность цемента указывается на его упаковке. Чем выше стоит цифра, тем прочнее и качественнее цемент.
2. Перед затвердеванием цемент имеет пластичность и он может быть залит в форму самой сложной конфигурации. Заливка стен бетоном ничем не отличается технологически от таких же операций, что и для плиты перекрытия или фундамента.
3. Бетон – достаточно долговечный материал. Но под воздействием сезонного изменения температуры он разрушается. Любой бетон имеет конечное количество циклов замерзания и оттаивания. Это очень важная характеристика называется морозостойкость. Случалось, что бетон был залит с использованием цемента марки 600, но конструкция через три года разрушалась, потому что морозостойкость была низкой. Производители умышленно не указывают эту важную характеристику. Им выгодно торговать дорогим бетоном более высоких марок прочности.

Считается, что чем выше марка цемента, тем изделия из бетона дольше будут противостоять чередованию низких и высоких температур. Хотя это не совсем так.

Подготовка к изготовлению

Изготовьте и установите опалубку на земле или специальном стенде. Для этого подходят доски или специальные профили, сделанные из современных материалов. Уложите на низ опалубки арматуру. Ее можно и нужно закрепить вязальной проволокой или использовать для этого сварку, что снижает качество.

Арматурная проволока устанавливается на специальные пластиковые фиксаторы. Прутья, уложенные перпендикулярно, связывают с помощью проволоки.

От размеров изготавливаемой плиты зависит и толщина арматуры. Вначале кладется через расчетное расстояние толстая ребристая арматура. Поперек нее укладывается тонкая, гладкая проволока. Минимальный размер ячеи – 10×10 см. Вяжется арматура при помощи специально изогнутого крючка. Делается это примерно так. Выбирается длина вязальной проволоки таким образом, чтобы после ее скручивания не оставалось лишней длины концов и соединение было прочным. Выбрав экспериментальным путем длину, по ней рубятся заготовки. Потом небольшой пучок изгибается для удобства пополам. Рабочий подходит к месту, где надо связать очередную клетку. Снизу перекрестия просовывает петлю вязальной проволоки и выводит ее наверх. В нее вставляет специальный крючок. Одним движением, немного вытянув петлю, делает вращательное движение, чтобы крючок с петлей захватил два конца проволоки, которые надо в это время придерживать другой рукой. Получается скрутка. Чем больше оборотов будете делать крючком, тем прочнее вяжется арматура. После небольшой тренировки процесс идет довольно быстро.

Залейте опалубку приготовленным раствором. Обязательно, при помощи вибрационных инструментов, сделайте бетон плотным. Выровняйте правилом поверхность плиты. Дождитесь ее полного затвердевания. Разберите опалубку и готовую плиту краном уложите на стены.

Изготовьте на месте будущего перекрытия опалубку. Обязательно посоветуйтесь со специалистом о ее прочности, иначе сделанная на глаз и наугад, она может не выдержать веса бетона. Здесь большую роль играет расстояние между подпорками и количество укосин и распорок. Плоскость опалубки должна находиться на таком расстоянии, чтобы после заливки бетона толщина плиты соответствовала заданным параметрам и никуда не выступала. Вначале поставьте и укрепите стойки. Если они будут деревянными, то надо будет на них сделать вырезы, чтобы поперечные балки упирались в них. Можно на стойки прибить небольшие бруски, но тогда прочность конструкции будет ниже. Это используется на не слишком ответственных местах.

После заливки бетона его нужно разровнять и уплотнить с помощью вибрационных инструментов.

На низ опалубки можете расстелить полиэтилен или рубероид, Это простое решение значительно выровняет поверхность будущей плиты. Уложите арматуру и свяжите ее. Обязательно приподнимите на несколько сантиметров, чтобы после заливки она не выступала наружу. Иначе прочность плиты намного снизится и это приведет к ее обрушению. Обычно для этого используют гравий, из которого приготавливается бетон. Подберите камешки одинакового размера и равномерно их распределите под сеткой арматуры. Во время заливки бетона следите за тем, чтобы эти подпорки не сдвигались с места. Можно еще использовать подъемные механизмы, но тогда довольно трудно будет угадать величину поднятия армированной сетки.

После того как подготовительные работы будут закончены, залейте форму бетоном и не забудьте его уплотнить при помощи любого вибратора. Для перекрытий эта операция обязательна, особенно если делается все на месте. Время окончательного схватывания бетона зависит от температуры и влажности окружающего воздуха.

Основные работы

Чтобы получить хорошую бетонную смесь, нужно не только использовать качественные компоненты, но и учитывать их пропорции при изготовлении раствора.

От того, где и как будет готовиться механическим способом смесь, зависит способ ее укладки. Рассмотрим варианты, когда бетон изготавливается и залит на месте ручным способом. В этом случае о его качестве трудно будет говорить, потому что и наполнители, и другие составляющие, как правило, берутся из ближайших карьеров и не сортируются. Проверка их на прочность никем не проводится, отсюда непредсказуемость качества изделия и желание пойти на перерасход материалов, чтобы улучшить характеристики.

Из-за простоты и доступности этого метода такой бетон применяется повсюду. Чтобы получилась качественной заливка бетона, надо знать соотношение ее составляющих, которое зависит от марки цемента. Чем она выше, тем количество цемента, закладываемого в раствор, меньше. Но есть несколько моментов в приготовлении бетона, общих для любой марки цемента. В емкость вначале накладывается смесь песка и гравия. Затем добавляется нужное количество цемента. Все насухую перемешивается, и только после этого добавляется вода.

И второй способ, когда вначале в емкость наливается вода, затем добавляется цемент. После его смешивания с водой кладут при постоянном перемешивании остальные компоненты и доводят раствор до нужной вязкости.

На строительных площадках для приготовления большого количества раствора целесообразнее использовать электрические бетономешалки.

Для приготовления бетона на строительной площадке применяйте средства малой механизации (электрические или механические бетоносмесители) или ручной труд. Для небольших по площади плит перекрытий приготовьте смесь в таком количестве, чтобы ее хватило на весь объем плиты перекрытия. Для больших поверхностей заливайте бетон слоями. Причем следующий слой должен быть уложен в двухчасовом периоде времени. Не делайте заливки толщиной больше 3 метров.

Теперь рассмотрим случай, когда бетон готовит фирма и потом привозит его на строящийся объект. Для этого варианта надо предусмотреть дополнительный крепеж в конструкции опалубки. Потому что смесь может подаваться в одну точку, нагружая конструкцию неравномерно. Чтобы этого избежать, используйте специальные насосы, но тогда стоимость работ из-за добавок в раствор увеличится. Или подавайте раствор любым способом небольшими порциями.

Крепеж элементов

Если привезли смесь автомиксером, то переложите ее в емкость, а затем при помощи крана подайте в рабочую зону. Этот способ тоже не гарантирует равномерного распределения бетона по всей поверхности плиты перекрытия, так что лишними дополнительные укрепляющие элементы опалубки не будут.

В холодное время года бетонный раствор плит перекрытия будет застывать гораздо дольше, чем в теплую погоду.

Так как в нашей стране достаточно продолжительные и холодные зимы, то следует учитывать этот фактор. Летом тоже есть свои плюсы и минусы изготовления стен и плит перекрытия. Если в теплое время года после заливки стен требуется несколько дней, чтобы они набрали проектную прочность, то в холодное время года это время увеличивается во много раз. А в некоторых случаях на начальном этапе придется делать дополнительное прогревание всей конструкции.

Сложного в этом ничего нет. Сейчас не трудно купить специальное оборудование, которое поможет сделать эту работу. Только придется уложить в бетон дополнительные электроды. По ним потом пойдет электрический ток, который и нагреет бетонную смесь.

В жаркий период придется применять меры для того, чтобы стены равномерно высыхали. В особенно жаркий период дня их нужно будет даже поливать водой, чтобы не допустить появления трещин. Как правило, достаточно для этого укрыть поверхность плиты слоем полиэтиленовой пленки или специальной мастики. Раньше для этих целей применялись влажные деревянные опилки.

Безопасность на площадке

1. После того как бетон будет залит и плиты наберут необходимую прочность, надо снимать опалубку. Это самый ответственный и представляющий некоторую угрозу процесс. Поэтому не лишним будет принять все меры предосторожности, чтобы никто во время работы не пострадал.
2. Особое внимание обратите на свою экипировку и одежду рабочих. Чаще всего во время этой операции получают травмы головы, поэтому без касок и защитных приспособлений ни в коем случае не приступайте к работе.

И чтобы не было лишних проблем, обратитесь к профессионалам. Выбирайте тех, кто давно на рынке и хорошо себя зарекомендовал и кто в конце работы может дать вам письменную гарантию, что плиты перекрытия и стены простоят много лет.

Монолитный фундамент своими руками: пошаговая инструкция

Монолитная плита под дом, дачу, баню, гараж – универсальный вариант основания. Выполняется довольно просто: нужно снять некоторый верхний слой грунта, оборудовать опалубку, установить арматурный каркас по всей площади котлована и залить его бетоном. Получившаяся железобетонная конструкция считается надежным оплотом под возведение несущих конструкций.
Оглавление:

1. Общее представление
2. Монолитный фундамент: плюсы и минусы
3. Строительство бетонного монолита: шаг за шагом

Общее представление

Готовый монолитный фундамент

Внимание! Монолитный фундамент имеет и другое название: «плавающий». Объясняется оно тем, что при подвижках грунта, основание не деформируется, а движется вместе с установленным на нем зданием, не разрушая его. Для устойчивости фундамента на плите с нижней ее стороны выполняются ребра жесткости, направленные книзу. Они-то, как раз, и блокируют перемещение в горизонтальном направлении, а также увеличивают сопротивление деформации.

На самом деле, монолитный фундамент – плита, выполненная, как цельная инженерная конструкция. Самое прочное и надежное из всех известных типов оснований. Обычно, ее устанавливают при неоднородной структуре грунтов, на проблемных пучинистых и песчаных участках, а также в местах, подверженных подтапливанию подземными и талыми водами. Монолитная плита может быть:

• мелкозаглубленной: заливается на глубине 0,5-0,6м;
• глубокозаглубленной: монтируется на максимально возможной отметке промерзания – 1,5м;
• незаглубленной: «нулевой» уровень заливки бетона по отношению к верхнему слою земли, т.е. бетон заливается, практически, прямо на землю.

Пирог монолитной плиты

Плиточный пирог неоднородный. Толщина каждого слоя берется: для щебня – 0,2 м, для песка – 0,3 м. В разрезе простейшая конструкция выглядит так:

• слой грунта;
• песчаный уплотненный слой;
• щебень;
• бетонная «подошва»;
• сетка из арматуры;
• бетонная монолитная заливка.

В связи с тем, что фундамент монолитный железобетонный требует большого количества расходных материалов, отличается значительными трудозатратами, перед возведением нужно произвести необходимые расчеты, чтобы определить нагрузку, сопоставить ее с несущей способностью грунта и обосновать строительство именно этого вида основания.

Монолитный фундамент: плюсы и минусы

При сравнении положительных и отрицательных сторон монолитной плиты чашу весов перетягивают «полюсы»:

• Прочность, устойчивость, надежность. Эти качества обеспечивает именно цельность фундамента, его бетонный компонент.
• Повышенное сопротивление к разрушению подземными водами.
• Отсутствие усадки и проседания во время эксплуатации.
• Простота слоеного «пирога».
• Любые вариации с формой и размерами фундамента.
• Высокая сопротивляемость перепадам температур и промерзанию.
• Возможность сооружения в течение светового дня.
• Пожалуй, единственное решение проблемы возведения фундамента на проблемных грунтах, которое можно возвести своими руками.
• Способность выдержать конструкции большого веса и переносить значительные статические нагрузки.

Армирование — обязательный этап устройства монолитного фундамента, что затратно

В перечне недостатков можно отметить:

• дороговизну плиты и процесса ее возведения: почти половина общих расходов строительства дома приходится на фундамент;
• долгосрочный подготовительный период, связанный с земляными работами, очищением площадки;
• привлечение землеройной техники;
• низкие теплотехнические показатели бетонной поверхности: если дополнительно не выполнить теплоизоляцию, все тепло уйдет в грунт;
• невозможность обустройства фундамента под домом.

Строительство бетонного монолита: шаг за шагом

Отображают особенность работ, выполнение которых требует монолитный фундамент своими руками – пошаговые фото, представленные в этой статье. Но прежде нужно отметить, что нельзя начинать строительство без составления проекта и технических расчетов. Для этого можно воспользоваться онлайн калькулятором или заказать работу архитектору. Точность вычислений влияет на срок эксплуатации всего здания, а также на надежность конструкции. При допущенных ошибках в расчете, перенесенных на строительную площадку, их нельзя уже исправить, скорректировать без нарушения целостности основания. Алгоритм производства работ представлен ниже.

Монолитная плита требует пароизоляции

• Имея на руках план застройки, можно начинать готовить территорию. Производится разметка. Габариты фундамента обозначаются столбиками (колышками). Обязательно выставляются углы. Между ограждениями натягивается шнур.
• Вынимается грунт. Если это торф, его слой полностью снимается.
• Формируется котлован (вручную лопатами или экскаватором). Механизированный способ предпочтительнее: быстрее, качественнее, точнее. Дно котлована должно быть ровным.
• Оно засыпается слоем мелкого строительного песка (0,15 м). Хорошо утрамбовывается.
• Укладывается геотекстиль по всей площади котлована с запасом на скосы.
• Насыпается по всей площади слой щебня средней зернистости, трамбуется с помощью виброплиты.
• Выполняется гидроизоляция: рулонная или обмазочная. Если это полотно, то оно не должно иметь пропусков, обязательные нахлесты, склеенные мастикой. В случае использования обмазочного состава предварительно наносится тонкая стяжка (подошва) из цемента всего лишь 3 см толщиной. Она слегка выходит за границы фундамента. По стяжке после высыхания и распределяется обмазочный раствор.
• На гидроизоляцию, захватывая края, выставляется опалубка из обрезной доски или сбитых щитов. Снаружи они подпираются наклонными колышками, чтобы доски не упали под тяжестью загружаемого бетона.
• Каркас из арматуры двух слоев распределяется по всей площади основания. Он вяжется проволокой из горизонтально расположенных долевых рифленых прутов (8-14 мм толщиной) и вертикальных перемычек. Пруты не должны касаться опалубки, чтобы бетон свободно обволакивал арматуру.
• В углах монтируются стержни, гнутые под углом.
• Специальным насосом подается бетон. Технология предполагает, чтобы он под давлением распределялся между арматурой и заполнял все пустоты.
• Верхний слой выравнивается правилом, хорошо заглаживается до требуемой шероховатости.
• Бетонное зеркало должно выстояться хотя бы сутки.
• Затем оно поливается водой. При активном жарком солнце фундамент накрывается пленкой для защиты от пересыхания верхнего слоя.
• После затвердения внутреннего пространства процентов на 70% (это полторы-две недели), опалубка демонтируется, а полностью строительные работы возобновляются недели через три.
• Сформированный и застывший фундамент снова засыпается по краям. Для этого извлеченный при рытье котлована грунт смешивается с жидким раствором цемента. Присыпанный слой утрамбовывается. Нужно следить, чтобы не нарушилась гидроизоляция.
• Если работы дальше не проводятся по каким-то причинам, плита покрывается рубероидом, толью, другим материалом. Так сохраняется влага, обеспечивается целостность верха покрытия до лучших времен.

Внимание! Обязательно каждый этап работ по укладке плиты сверять по нивелиру. При необходимости сразу же устранять отклонения от уровня. Закладывать в арматурный каркас рекомендуется бетон марки М 300 или М 400 не меньше.

Если не нарушать технологию работ, придерживаться проекта, то изготовленное собственными руками бетонное монолитное основание будет ничуть не хуже, чем выполненное строителями. Только нужно обеспечить фронт работ расходными материалами, подготовить необходимый инструмент и взять в помощь хороших друзей.

Заливка фундаментной плиты, как заливать, как правильно залить, стоимость в ООО Проект

Фундамент — важнейший элемент любого строения, будь то мелкий торговый павильончик или многоэтажный небоскреб. И любая ошибка в расчетах или желание сэкономить на стоимости может повлечь очень печальные последствия для всего здания в целом.

Плитный фундамент относится к категории незаглубленного или мелкозаглубленного ленточного фундамента. По своей сути, это железобетонная решетка либо монолитная плита толщиной от 20 до 50 см, расположенная под всей площадью здания. Она укладывается на 30-40-сантиметровый слой плотно утрамбованного песка (или песка, перемешанного со щебнем), а тот, в свою очередь, располагается на выровненном цельном грунте (не копаном и не рыхленном).

Фундаментная плита может быть как цельной монолитной, так и сборной — из бетонных блоков или строительных плит, поверх которых делается цементная стяжка, которая заполняет все щели и выравнивает поверхность. Самой надежной считается сплошная монолитная конструкция, поскольку она имеет более высокую пространственную жесткость и гораздо долговечнее в эксплуатации. Да и стоимость заливки фундаментной плиты прямо на стройплощадке будет значительно меньшей, нежели покупка, доставка и укладка подъемным краном готовых бетонных изделий. Тем более, поверх них все равно придется делать стяжку.

Когда требуется заливка фундаментной плиты?

Монолитную фундаментную плиту целесообразно заливать, когда:

• строится большое здание, которое будет оказывать большое давление на грунт;
• грунт на стройплощадке слабый, разрушенный, насыпной, обладает неравномерной сжимаемостью или склонен к сильному промерзанию;
• необходимо защитить основание постройки от высокого уровня талых или грунтовых вод.

В тех зонах, где почва глубоко промерзает (например, в странах Скандинавии) широко распространен морозостойкий фундамент. Для этого фундаментную плиту кладут на «ковер» из теплоизоляционного материала — экструдированного пенополистирола.

До недавнего времени монолит не использовали при строительстве домов, в которых планировался подвал или высокий цокольный этаж. Однако в современном частном строительстве заливки фундаментной плиты стала встречаться все чаще.

Как правильно залить фундаментную плиту?

Если вкратце, то правильная технология заливки фундаментной плиты выглядит так:

• Масштабные земляные работы — рытье котлована под всю площадь основания, выравнивание поверхности.
• Устройство дорнитовой прослойки (материала, который будет задерживать песок, не позволяя ему впитаться в почву).
• Сооружение и утрамбовка песочного или песочно-щебневого слоя.
• Монтаж водопровода, канализации и других коммуникаций.
• Бетонная стяжка поверх песочного слоя толщиной около 10 см.
• Устройство гидроизоляции. Обычно используется рубероид или аналогичный рулонный материал. Все швы обязательно спаиваются паяльной лампой. Причем гидроизоляционный «ковер» должен выступать за края плиты примерно на полметра (потом эти края завернутся наверх и припаяются к торцам).
• Устройство теплоизоляции. По своей сути это слой экструдированного пенополистирола, накрытый полиэтиленовой пленкой.
• Монтаж каркаса из арматуры.
• Установка опалубки и заливка основной массы бетона.

Как видите, объем работ более чем существенный, и без помощи строительной бригады и специальной техники вряд ли удастся обойтись. Да и желание сэкономить может, в конечном счете, обернуться куда более серьезными расходами, если фундаментная плита будет залита неправильно. Поэтому лучшим выходом будет обратиться к строителям-профессионалам. Строительная компания «Проект» выполнит для вас практически любые строительные и монтажные работы на профессиональном уровне и за невысокую стоимость. Причем, работаем мы не только в Москве, но и в Подмосковье. Обращайтесь, мы всегда к вашим услугам!

Залить монолитный пол из бетона. Заливка перекрытий бетоном: правильный процесс.

При возведении даже небольшого коттеджа стоит заранее поинтересоваться, как залить плиту перекрытия своими руками. Малоэтажное частное строительство – процесс довольно дорогостоящий, а перекрытия в смете занимают не последнее место. И если прибегать к услугам подрядчиков, помимо самой готовой плиты и ее доставки придется оплатить еще и работу тяжелой строительной техники. Даже если вы не намерены экономить, в некоторых случаях простое решение оказывается недоступным. Вариант первый: ваш участок расположен таким образом, что автокран не сможет к нему подъехать.

Вариант второй: у вас нестандартная конфигурация или размеры постройки. Купить готовую плиту становится невозможным, а соглашаться на альтернативу не хочется. Ведь монолит распределяет давление равномерно по всем стенам, в отличие от наборного перекрытия. И не горюч, в отличие от деревянного. Так что самостоятельное решение проблемы становится лучшим из вариантов.

Как залить плиту перекрытия своими руками: разобьем процесс по этапам и разберемся с каждым из них в подробностях.

Опалубка под плиту перекрытия: материалы Сначала уделим внимание расходным материалам. Можно взять обрезную доску 25х150 или 50х150 мм, так как не во всех случаях имеет смысл покупать ламинированную фанеру, предназначенную персонально для монолитного строительства: используется она один раз, а стоит весьма недешево. Но если потолок вам нужен идеально гладким, придется брать еще и фанеру, поскольку доска такой ровной поверхности не обеспечивает.

Если же планируется зашить его гипсокартоном, то фанера будет не актуальна. Для опор под опалубку лучше купить б/у или взять напрокат телескопические стойки: даже будучи купленными, они без труда после продаются, причем за те же деньги.

Конструируем опалубку

• Она будет состоять из брусового каркаса, усиленного перемычками, и перекрытия.
• По периметру перекрытия набивается рама из бруса 50х150 мм.
• Через каждые 60-80 см вставляются и фиксируются поперечные бруски. Под них ставятся опорные стойки; нахождение поперечин в одной плоскости проверяется уровнем.
• На каркас вплотную кладутся доски. Ничем крепить их не нужно, иначе разборка опалубки создаст вам серьезные трудности.
• Если требуется идеально ровный потолок, поверх досок настилается фанера толщиной в 8-10 мм.
• Чтобы после снятия опалубки ее материал можно было использовать (например, доля подшивки крыши или потолка), он закрывается строительным полиэтиленом, полотна которого должны заходить друг на друга см на 20. Торец стен, на которые ляжет плита, пленкой не простилается.
• По внешней кромке торцов выкладывается бортик в 2 ряда высотой и в полкирпича толщиной – он станет наружной стеной опалубки.
• Изнутри желательно обить бортик пеноплексом: он не даст плите промерзать зимой.

Опалубка смонтирована, можно переходить к следующему этапу.

Армирование плиты

Для укрепления перекрытия применяется металлический прут с диаметром в 8-14 мм. Если оно делается под чердачное помещение, где нагрузки незначительны и нерегулярны, достаточно будет плиты толщиной в 12 см и арматуры-«восьмерки». Для межэтажного перекрытия заливают монолит в 15 см. При среднестатистических размерах для нормального дома квадратов на 100 хватит прута на 10 мм. Стандартный способ армирования, с применением скамеек между слоями, довольно неудобен и излишен. Застройщики, более опытные в заливке плит, предлагают воспользоваться другой методикой.

• Делается решетка с ячейкой в 40х40 см.
• Решетка укладывается на дно опалубки. Поскольку она должна быть отдалена от стенок плиты минимум на полтора сантиметра, под арматуру подкладываются «ножки». В качестве них можно использовать строительные мусор: колотую плитку, битый кирпич и прочие варианты. Выверять плоскость по уровню нужды нет, но для более ровного распределения – лучше будет подбирать обломки приблизительно одной и той же величины.
• Собирается вторая, идентичная первой, решетка. Она укладывается поверх уже установленной со сдвигом в 20 см. В результате получается двойной ряд арматуры с конечным размером ячейки в 20х20 см.
• При большой площади плиты размер окна в каждой из решеток уменьшается до 30х30 см, чтобы в итоге получить просвет 15х15 см.

Заливка плиты перекрытия

По сути, остается самый простой, но и наиболее ответственный, этап. Бетон нужно залить за один раз, поэтому процесс проведения работ должен быть продуман заранее. Сложность существует в подаче материала: на второй этаж в одиночку его носить долго и нерезультативно. Решайте, как вам выгодней и удобней. Можно заказать бетон с доставкой и лентоподачей, но этот вариант обойдется дороже, чем все уже проделанные работы, вместе взятые. Можно взять напрокат или у друзей подъемник. Если же такового не найдется – зовите на помощь соседей или разово нанимайте работников, которые будут таскать ведрами раствор на нужный уровень. Технологически процесс выглядит следующим образом.

Сначала замешивается более жидкий раствор. Соотношение сыпучих стандартно: 2 части песка и по 1 цемента и щебня. Цемент берется марки не менее 400. Первоначальный замес должен быть чуть гуще сметаны.

Проливка делается на высоту до 5 см (если толщина плиты задумана в 15 см), после чего бетон штыкуется для выведения попавшего в него воздуха и стимуляции заполнения всех полостей.

Второй замес делается нормальной, густой консистенции. По мере заливки раствор нужно уплотнять. Если вибратора нет, можно воспользоваться перфоратором. На него насаживается сломанный, нерабочий бур с сечением в 14-18 мм, упирается снизу в элемент опалубного каркаса, и инструмент включается в отбойный режим. Несколько неожиданный ход, но, поверьте, очень действенный. Причем уплотнение можно вести параллельно с заливкой, что ускоряет работы и делает структуру бетона более однородной.

Когда плита залита и уплотнена полностью, она покрывается полиэтиленом, чтобы сохла не слишком быстро – это вызывает растрескивание поверхности и падение качества бетона, а значит – прочности перекрытия. Опалубку, в зависимости от условий (разница в температуре, наличие или отсутствие дождей, сильно сказываются на схватывании бетона), можно снять через неделю. Есть народный способ определения готовности плиты: с вечера кладете на нее кусок рубероида, а с утра проверяете.

Если под ним появилось темное пятно – раствор еще не схватился. В общем-то, сооружение перекрытия немногим сложнее оборудования фундамента. Если вы уже делали основание самостоятельно, можете смело заняться и этими работами, так как залить плиту перекрытия своими руками вы сумеете без напряжения, а сэкономить сможете довольно солидную сумму.

Бетонное перекрытие представляет собой прочный и надежный элемент, без которого не обойтись при возведении многоэтажных зданий и сооружений. Монтаж монолитного перекрытия не требует подъемных механизмов, что обеспечивает экономию на оборудовании и оплате дополнительного труда. Использование в строительстве межэтажных перегородок сокращает время на работы и позволяет возводить конструкции своими руками. Изготовление бетонных перекрытий является легким процессом, но чтобы сделать материал высокого качества с его основными преимуществами, следует придерживаться последовательности выполнения работ и провести расчет основных параметров строительного элемента.

Бетонные перекрытия являются одними из главных строительных элементов в сооружении построек. Они предназначены для соединения:

• подвального помещения с комнатами;
• первого этажа со вторым;
• крыши с домом.

А также используются для горизонтальной стяжки зданий и сооружений.

Требования к перекрытиям

К бетонному перекрытию выдвигаются следующие требования:

• наличие необходимой прочности;
• не должны содержать деформации и должны обладать жесткостью и продолжительным сроком эксплуатации;
• важным свойством в бетонном перекрытии является его максимальная огнестойкость, водостойкость и отсутствие возможности проникать воздуху;
• бетонная конструкция между этажами должна обладать звукоизоляцией и теплоизоляцией.

Виды

Схема межэтажного перекрытия из бетона.

Различают следующие типы бетонного перекрытия:

• чердачные;
• подвальные;
• межэтажные.

Бетонное перекрытие также бывает:

• пустотное, которое часто используется в строительстве, где требуется межэтажное перекрытие для домов из бетона, блоков и кирпича;
• ребристое, используется при изготовлении кровли промышленных сооружений, где отсутствует прогрев помещений;
• монолитное, которое является железобетонным элементом и отличается повышенной прочностью, используется при возведении зданий и сооружений с большой этажностью.

Материалы и инструменты для изготовления

При работе с бетонными перекрытиями своими руками подготавливают следующие инструменты и материалы:

• бетононасос;
• емкость;
• ведра;
• домкрат;
• строительный уровень;
• фанера со свойством влагостойкости;
• доски;
• стальная арматура;
• проволока;
• бетонный раствор или компоненты для его приготовления своими руками: песок, вода, цемент и различные добавки для увеличения прочности раствора.

Как рассчитать параметры?

Схема монолитного армированного перекрытия.

При работе с перекрытием из бетона важно приобрести материалы высокого качества. Изготавливая строительную смесь, которой будет осуществляться заливка конструкции, используют бетон марки 250 и 400, в которые входят тяжелые наполнители. Чтобы сделать перегородки собственноручно, важно досконально рассчитать основные параметры материала. Расчет строится на сравнении двух основных свойств:

• прочность армирующей конструкции;

Расчеты плит основаны на таких показателях:

• интенсивность постоянных нагрузок;
• усилия в сечениях с большой нагрузкой;
• жесткость оси.

Расчет монолитных перекрытий состоит из определения их отдельных составляющих. Для начала нужно сделать опалубку из фанеры большой толщины, далее устанавливают из стальных прутьев, перевязанных проволокой. Расчет перегородок проводится специальными компьютерными программами и проектировщиками.

Определение прочности получается из таких факторов, как: нагрузка и прочность.

Чтобы узнать максимальное изгибание плиты используют следующие данные:

• расчетное сопротивление арматуры и бетона;
• арматура А400 С класса.

Определение параметров включает в себя такие расчеты:

• площадь рабочей арматуры;
• требуемый момент сопротивлений;
• максимальный момент в сечении балок.

Формулы и постоянные величины находятся в сборнике к строительным нормам и правилам.

Устройство опалубки под перекрытие

Технология возведения опалубки включает в себя установление фанеры на горизонтальные опоры. Чтобы подобрать правильное количество материалов, нужно узнать площадь и объем планируемого пола. Толщина конструкции зависит от возможных нагрузок и размеров пролета. Таким образом, опалубку делают повышенной прочности без допущения деформаций, чтобы она смогла вынести на протяжении долгого времени вес железобетона.

Выбирая доски для опалубки, следует обратить внимание на их прочность и толщину. Перед установкой конструкции измеряют строительным лазерным уровнем высоту пролета и низ пола. В процессе установки самодельных стоек подгоняют по длине к высоте конструкции, на которой будет выстроен первый слой балки.

Важно соблюдать расстояние, которое должно быть больше одного кубического метра. Ставят стойки на пол с ровной поверхностью и высокой прочностью. После чего укладывают поперечный брус с шагом около полметра и далее устанавливают опалубку. После монтажа опалубки проверяют верх конструкции на горизонтальность с помощью строительного уровня.

При использовании досок вместо фанерного листа, их укладывают друг к другу без зазоров и сверху простилают влагонепроницаемый материал. По всем краям опалубки устанавливают бортики, которые фиксируют по углам конструкции, чтобы они не деформировались от раствора.

Устанавливая собственноручно опалубку, важно помнить несколько правил:

• исключать образование отверстий, трещин, через которые может вытечь раствор из бетона в процессе заливки;
• проверяют прочность установленных под опалубкой домкратов;
• для возведения опалубки применяют влагостойкую фанеру;
• опалубка должна быть максимально прочной, ведь от нее зависит качество возводимого сооружения;
• установка опалубки должна осуществляться как по площади, так и по периметру помещения, что оградит от вытекания бетонной смеси.

Армирование

Перегородки между этажами нуждаются в армировании, к которому можно приступать после монтажа опалубки. Армирование конструкций осуществляется арматурой в один или два слоя на опалубку. Устанавливают арматурную сетку размером двадцать на двадцать сантиметров, при этом первый ряд укладывают на защитный слой, который обеспечивает равномерное распределение бетонной смеси под арматуру.

При необходимости соединить арматурные элементы, следует делать нахлест не меньше семидесяти сантиметров. Для соблюдения пропорции, следует установить сверху первого ряда арматурной сетки второй слой с таким же шагом (двадцать сантиметров), только обеспечив при этом перпендикулярность. В месте пересечения арматурных прутьев, их фиксируют стальной проволокой и специальным крючком, предназначенным для соединения арматуры. При изготовлении двухслойного каркаса на основе отрезков арматурных прутьев, проводят аналогичную последовательность первому слою и укладывают второй, при этом придерживаясь расстояния между слоями не меньше трех сантиметров.

Заливка перекрытий

Заливка монолитного перекрытия.

После монтажа опалубки и арматуры приступают к заливке бетоном плитных конструкций. В процессе бетонирования важно действовать быстро, так как раствор обладает свойством быстро застывать. Бетон изготавливают из цемента, песка, щебня и воды, соединяя сухие ингредиенты в бетономешалке и, постепенно доводя смесь водой до нужной консистенции. Процесс бетонирования включает в себя беспрерывное выливание смеси и ее уплотнение глубинными вибраторами.

Укладка бетона возможна собственноручно или с использованием бетононасоса. В процессе бетонирования важно следить за ровностью уложенной смеси, для чего применяют лазерный уровень. Твердение бетона должно осуществляться в месте с оптимальным температурным режимом и влагой, при этом важно уберечь раствор от проникновения прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. Застывание бетона должно проходить естественным путем, перегрев уложенной смеси приведет к растрескиванию раствора.

Механические воздействия на уложенные плиты допускаются только после достижения бетонным раствором его максимальных прочностных характеристик. Уложенный бетонный раствор периодически следует обрызгивать водой, а чтобы уберечь смесь от проникновения лишней влаги – накрывают залитую поверхность гидроизоляционным материалом. Демонтаж опалубки проводят после окончательного засыхания раствора.

Чтобы перекрытие имело высокую прочность, для его изготовления применяют высококачественные материалы, бетон марки 250 или 400 с тяжелыми наполнителями и проводят расчеты, которые позволяют экономить денежные средства и рабочую силу.

Вывод

Перекрытия в зданиях и сооружениях выполняют большую роль для конструкций, но достичь желаемого результата можно только путем правильного изготовления строительного материала и его монтажа. Изготовление бетонных перекрытий возможно собственноручно и тем самым позволяет самостоятельно проложить под сооружением нужные коммуникации. Для увеличения теплоизоляционного свойства материала используют деревянные доски. Перед тем как приступить к установке плиты, ее следует выровнять самовыравнивающимися смесями.

Соблюдение всех правил и технологического процесса по изготовлению и установке бетонных перекрытий, получится прочное, надежное сооружение на долгие годы.

Часто загородные дома строят с цокольным этажом, в котором размещают подземный гараж, подвал с кладовыми и другие хозяйственные помещения. При этом, как правило, заглубленную часть здания возводят из бетона. Соответственно, перекрытие между первым и полуподвальным этажами также должно быть бетонным, так как нагрузка на него выпадает значительная, да и дополнительная теплоизоляция основного дома от подвала также не будет лишней. Так что рассказ о том, как сделать бетонное перекрытие между этажами для многих может оказаться полезным.

Создать бетонное перекрытие над подвалом можно двумя путями. Один вариант простой, но затратный. А второй при меньшей себестоимости, отличается большей надежностью.
Первый способ по своей сути мало чем отличается от устройства обыкновенного деревянного пола. Сначала на уровне перекрытия по несущим стенам закрепляют металлические балки, которые будут служить опорами для бетонных плит.

Сами плиты должны быть компактными и иметь небольшой вес. Поскольку применять при работах внутри дома кран или другую подъемную технику не представляется возможным, то все операции придется проделывать вручную.

Так что лучше выбирать изделия из облегченных марок бетона, масса которых не превышает 100 кг. Укладывать плиты нужно стараться плотно, без больших зазоров. На завершающем этапе создают чистовой пол, выравнивая поверхность бетонной стяжкой.

Описанная технология кажется довольно простой, но на практике можно столкнуться с целым рядом неразрешимых проблем. Как правило, сложность возникает из-за стандартных габаритов плит, которые можно найти в продаже.

Чаще всего они не совпадают с размерами будущего перекрытия. Естественно, пилить, резать и т.д. такие изделия невозможно. Так что часть пролетов между балками может остаться не закрытой, причем просветы иногда получаются весьма значительными.

Вот так и выходит, что для того чтобы соорудить бетонные перекрытия своими руками между этажами нужно использовать второй вариант. Он с точки зрения технологии более сложный. Первый этап – настил металлических балок. Поверх них устраивается черновое покрытие из половой доски. В данном случае такой деревянный пол выполняет роль опалубки, по которой будет заливаться раствор цемента.

Таким образом, получившееся перекрытие будет полностью монолитным, что увеличивает его прочность и надежность, а также положительно сказывается на теплоизоляции дома.

Дабы при заливке пола избежать утечек раствора доски нужно укладывать как можно плотнее. С другой стороны, если позволяют средства, можно устроить на деревянной основе подложку из термо- и гидроизоляционных материалов рулонного типа.

Далее, чтобы придать будущему перекрытию больше жесткости нужно создать арматурную основу. Для этого используют металлический пруток или стержень небольшого сечения. Его укладывают на пол в обоих направлениях – по длине и ширине, в местах пересечения скрепляя проволочной скруткой. Очень важно, чтобы стержни пересекались под прямым углом, тем самым образуя сетку.

Там, где создаваемые бетонные перекрытия сопрягается с обычными – ненесущими стенами, стержни арматуры оставляют прямыми, обрезая их как можно ближе к вертикальной конструкции. При этом на несущие стены арматура должна заходить примерно сантиметров на 5-10, для чего ее концы загибают перпендикулярно полу. Это необходимо для того, чтобы монолитная плита имела дополнительную опору, которая снизит нагрузку на деревянное основание и металлические балки под ним.

Минимальная толщина такого бетонного перекрытия 10-12 см. Причем по всей площади плиты перепад не должен быть больше 1-2 мм. Поэтому при заливке раствора нужно пользоваться специальными фиксирующими приспособлениями, наподобие пластмассовых реперов.

Но еще удобнее использовать специальные сухие строительные смеси, относящиеся к группе наливных самовыравнивающихся полов.

Во-первых, это очень просто – работа с такими составами не требует специальных навыков, все, что нужно, так это правильно своими руками замесить раствор, точно соблюдая соотношение воды и сухого компонента.

Во-вторых, для подобных средств характерно гораздо более быстрое застывание – если начинать ходить по бетонному покрытию можно только через 21 день после его заливки, то с наливному полу чтобы полностью затвердеть достаточно от 1 до 3 дней.

И в-третьих, наливной пол не требует дополнительной обработки, так как сам по себе является готовым покрытием для укладки напольных материалов любой категории – от кафельной плитки, до ковролина или линолеума.

Комментариев:

• Условия для заливки монолита
• Установка опалубки
  • Опалубка на стойках
• Монтаж арматурного каркаса
• Как заливать бетон

Заливка плиты перекрытия своими руками – операция, которую приходится выполнять практически каждому строителю собственного дома. Несмотря на то что работа трудоемкая, после устройства вы получите:

• ровную поверхность потолка, в которой не будет никаких швов;
• плиту любой конфигурации и толщины;
• долговечную плиту, способную выдержать высокие нагрузки и усиливающую общую конструкцию дома.

Условия для заливки монолита

Следует учесть, что бетонное перекрытие можно делать только в строениях с прочными стенами. Его заливка в домах с деревянными стенами недопустима, а в зданиях с перегородками из облегченных материалов монолитную плиту можно заливать только после устройства под ней дополнительных стальных или железобетонных опор. Кроме того, строения с такими площадками должны возводиться на устойчивом грунте и крепком фундаменте. Если возводимое вами здание не отвечает этим условиям, следует отказаться от заливки плиты перекрытия бетоном.

Вернуться к оглавлению

Установка опалубки

Перед тем как залить перекрытие между этажами, над подвалом, под чердаком и т.п. нужно построить надежную опалубку, способную выдержать массу заливаемого бетона. После его застывания вес монолита будет распределяться по стенам, на которые он обопрется. Кроме того, прочность плите придаст арматура, но она никак не сможет удержать жидкий раствор.

Итак, бетонирование площадок делится на 3 этапа:

1. Монтаж опалубки.
2. Строительство армирующей решетки.
3. Заливка раствора.

Начинать нужно именно с установки опалубки, так как необходимо будет точно выверить ее по горизонтали, а сделать это после закладки арматуры будет затруднительно, а в некоторых случаях и вовсе невозможно.

Опалубочная конструкция под бетонную площадку – сложное сооружение, монтаж которого трудно провести в одиночку. Вначале следует рассказать о более легком варианте ее устройства, с которым строитель сможет справиться самостоятельно. Такую опалубку можно устанавливать только в помещениях с небольшой площадью, в которых для подпорки ее центральной части не потребуются стойки или будет достаточно 1 ряда. Такую опалубку можно устраивать в помещениях, расстояние между стенами в которых не превышает 3 м.

Для ее возведения потребуются:

• брусья 50х100 мм;
• брусья 50х150 мм;
• анкерные винты или болты 10х100 мм;
• саморезы;
• влагостойкая фанера толщиной от 18 до 22 мм;
• плотная полиэтиленовая пленка;
• гидроуровень;
• отбивочный шнур с мелом;
• рулетка;
• перфоратор;
• дрель-шуруповерт;
• электролобзик.

Учтите, что брусья обоих ярусов опалубки будут укладываться на ребро. Продольные (50х100) будут крепиться на двух противоположных (и более протяженных) стенах, а поперечные (50х150) – сверху них. Делая замеры, учтите, что расстояние (c) от продольных брусьев до потолка вычисляется по формуле: c=a+b (a – ширина поперечной балки, b – толщина фанеры).

Для определения горизонтали на стенах используйте уровень, шнур и мел. Высверлите в продольных балках отверстия под анкеры. Шаг между ними – 50 см. Сделайте отметки на стенах и высверлите отверстия в них. Закрепите брусья. Уложите на них перемычки на расстоянии в 0,5 м друг от друга. Дополнительно проверьте горизонтальность плоскости уровнем и стяните продольные и поперечные брусья саморезами. Застелите обрешетку фанерой.

Вернуться к оглавлению

Опалубка на стойках

Другой способ установки опалубки – ее монтаж на стойках. Для них можно использовать брусья сечением не менее 100х100 мм. Правда, точное выведение горизонтали при использовании таких опор будет затруднено. Кроме того, эти стойки необходимо дополнительно усиливать раскосами, которые должны соединять нижние и верхние части соседних стоек так, чтобы они находились в устойчивом равновесии. Совсем другое дело, когда в качестве опор применяются регулируемые по высоте стойки, оснащенные для большей устойчивости треногами. Если есть возможность, арендуйте эти приспособления.

Монтаж проводится следующим образом:

1. Крайние ряды опор устанавливаются на расстоянии в 20 см от более длинных стен.
2. Расстояние между стойками в ряде – 1 м.
3. Расстояние между рядами (продольными брусьями) – не более 2 м.
4. Стойки выравниваются по вертикали и по верхним торцам.
5. На них кладутся и закрепляются балки.
6. Укладываются и крепятся поперечные брусья с шагом не более 50 см.
7. Уровнем проверяется горизонтальность плоскости под фанеру. При необходимости калибруется высота стоек.
8. Укладывается фанера.

Теперь к ней необходимо подшить саморезами бортики опалубки. Оптимальная высота боковых щитов – толщина перекрытия. Она должна составлять 1/30 часть длины пролета (расстояния между длинными стенами), но не быть тоньше 15 см. Не забудьте установить ограждение в местах, где будут проемы.

На дно опалубки укладывается гидроизолятор. Благодаря ему вода при закладке бетона не будет просачиваться через швы, а потолок получится более ровным. Следует заметить, что тонкий полиэтилен мало годится для роли гидроизолятора. При заливке он будет смещаться, что создаст ненужные неровности на потолке. Использовать нужно плотную пленку или битумные рулонные материалы.

Вернуться к оглавлению

Монтаж арматурного каркаса

Строя перекрытие своими руками, не нужно забывать о закладке арматуры, без которой его эксплуатация невозможна. Для создания каркаса используются:

• арматурные стержни класса А3 толщиной от 8 до 16 мм;
• вязальная проволока для соединения арматуры.

На высоте не менее 1,5 см от опалубки стелется первый слой каркаса. Размер его ячеек – не более 20х20 см. Желательно, чтобы длины каждого стержня хватало от стенки до стенки. Если арматура короткая, то соединяются 2 прута с нахлестом, превышающим их диаметр в 40 раз.

Каркас будет ослаблен, если место расположения соединений коротких стержней в соседних рядах будет совпадать. Необходимо добиться, чтобы стыки были максимально разнесены друг от друга. Разрывы между стержнями допускаются только в том месте, где предусматривается проем в перекрытии. К слову, арматура должна окаймлять периметр будущего отверстия. Под остальными краями каркаса обязательно должны находиться несущие конструкции. Второй слой каркаса монолитной плиты укладывается таким же образом. Он располагается на некоторой высоте над первым, но решетка должна быть утоплена в толще бетона на глубине в 1,5-2 см.

Нужно сказать, что стальные трубы, заложенные параллельно друг к другу между 2-мя каркасами, облегчат вес монолитной плиты перекрытия. Их сечение зависит от расстояния между решетками. Если обоими концами трубы будут опираться на стены, то конструкция приобретет дополнительную жесткость. Трубы не должны доставать до боковых щитов опалубки. Для закладки в каркас необязательно использовать новые изделия.

Вернуться к оглавлению

Как заливать бетон

Для заливки первого слоя используется более жидкий бетон. Он должен только чуть лучше растекаться, но ни в коем случае не расслаиваться. Это раствор используется для проливки, чтобы бетон равномерно распределился по всей заливаемой поверхности.

После этого можно приступать к заливке монолитного перекрытия. Для этого готовится раствор, по густоте напоминающий сметану. Бетон разливается по поверхности равномерно, чтобы не допустить большей нагрузки на какой-либо участок опалубки. При закладке бетон нужно слегка провибрировать для уплотнения и освобождения от воздушных полостей (если нет специального инструмента, воспользуйтесь тяпкой или лопатой). Оставьте недолитым верхний слой в 2-3 см толщиной и сделайте перерыв на 1-2 дня.

Оцените статью:

Благодарим за отзыв

Самым надежным (но не всегда целесообразным) вариантом междуэтажного перекрытия является монолитное перекрытие. Оно выполняется из бетона и арматуры. О правилах устройства монолитных перекрытий читайте в этой статье.

В каких случаях нужно именно монолитное перекрытие.

Монолитное железобетонное перекрытие является самым надежным, но и самым дорогим из всех существующих вариантов. Следовательно, необходимо определить критерии целесообразности его устройства.

1. Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит при условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).

2. Сложная конфигурация в плане с «неудачным» расположением внутренних стен, не позволяющим разложить достаточное количество серийных плит перекрытия (то есть требуется большое количество монолитных участков). Затраты и на подъемный кран, и на опалубку не рациональны. В этом случае лучше сразу переходить к монолиту.

3. Неблагоприятные условия эксплуатации. Очень большие нагрузки, крайне высокие значения влажности, не решаемые полностью гидроизоляцией (автомойки, бассейны и т.д.). Современные плиты перекрытия обычно выполняют предварительно напряженными, в качестве армирования применяют натянутые стальные тросы. Их сечение в виду очень высокой прочности на растяжение очень небольшое. Такие плиты крайне уязвимы для коррозионных процессов и характерны хрупким, а не пластичным характером разрушения.

4. Совмещение функций перекрытия с функцией монолитного пояса. Опирание сборных железобетонных плит непосредственно на кладку из легких блоков, как правило, не допускается. Необходимо устройство монолитного пояса. В тех случаях, когда стоимость пояса и сборного перекрытия идентична или превышает цену монолита, целесообразно остановиться именно на нем. При опирании его на кладку с глубиной, равной ширине пояса, устройство последнего обычно не требуется. Исключение могут составить сложные грунтовые условия — просадочность 2-го типа, сейсмическая активность, закарстованность и т.д.

Определение требуемой толщины монолитного перекрытия.

Для изгибаемых плитных элементов за десятилетия опыта применения железобетонных конструкций опытным путем определено значение отношения толщины к пролету. Для плит перекрытия оно составляет 1/30. То есть при пролете 6м оптимальная толщина составит 200мм, для 4,5мм — 150мм.

Занижение или наоборот, увеличение принимаемой толщины возможно исходя из требуемых нагрузок на перекрытие. При низких нагрузках (к нему относится частное строительство) возможно уменьшение толщины на 10-15%.

НДС перекрытий.

Для определения общих принципов армирования монолитного перекрытия необходимо понять типологию его работы посредством анализа напряженно-деформированного состояния (НДС). Удобнее всего это сделать с помощью современных программных комплексов.

Рассмотрим два случая — свободное (шарнирное) опирание плиты на стену, и защемленное. Толщина плиты 150мм, нагрузка 600кг/м2, размер плит 4,5х4,5м.

Прогиб в одинаковых условиях для защемленной плиты (слева) и шарнирно опертой (справа).

Разница в моментах Мх.

Разница в моментах Му.

Разница в подборе верхнего армирования по Х.

Разница в подборе верхнего армирования по У.

Разница в подборе нижнего армирования по Х.

Разница в подборе нижнего армирования по У.

Граничные условия (характер опирания) смоделированы наложением соответствующих связей в опорных узлах (отмечены синим цветом). Для шарнирного опирания запрещены линейные перемещения, для защемления — ещё и поворот.

Как видно из диаграмм, при защемлении работа приопорного участка и средней области плиты существенно отличается. В реальной жизни любое железобетонное (сборное или монолитное) является как минимум частично защемленным в теле кладки. Этот нюанс важен при определении характера армирования конструкции.

Армирование монолитного перекрытия — зачем в перекрытие вводят арматуру. Продольное и поперечное армирование.

Бетон отлично работает на сжатие. Арматура — на растяжение. Объединяя два этих элемента, мы получаем композитный материал, железобетон, в котором задействуются сильные стороны каждой составляющей. Очевидно, что арматура должна быть установлена в растянутой зоне бетона и воспринять собой растягивающие усилия. Такую арматуру называют продольной или рабочей. Она должна иметь хорошее сцепление с бетоном, в противном случае он не сможет передать на неё нагрузку. Для рабочего армирования применяют стержни периодического профиля. Обозначаются они A-III (по старому ГОСТу) или А400 (по новому).

Расстояние между арматурными стержнями — это шаг армирования. Для перекрытий его обычно принимают равным 150 или 200 мм.
В случае защемления в приопорной зоне возникает опорный момент, формирующий растягивающее усилие в верхней зоне. Поэтому рабочую арматуру в монолитных перекрытиях располагают как в верхней, так и в нижней зоне бетона. Особое внимание следует обратить на нижнее армирование в центре плиты и верхнее у её краев (а также в области опирания на внутренние, промежуточные стены/колонны — если они есть) — именно здесь возникают наибольшие напряжения.

Для обеспечения требуемого положения верхнего армирования при бетонировании применяют поперечное армирование, располагаемое вертикально. Оно может быть в виде поддерживающих каркасов или специальным образом согнутых деталей. В несильно нагруженных плитах они выполняют конструктивную функцию. При больших нагрузках поперечное армирование вовлекается в работу, препятствуя расслаиванию (растрескиванию плиты).

В частном строительстве в плитах перекрытия поперечная арматура обычно выполняет сугубо конструктивную функцию, опорная поперечная сила (сила «среза») воспринимается бетоном. Исключением является наличие точечных опор — стоек (колонн). В этом случае понадобится расчет поперечного армирования в опорной зоне. Поперечная арматура, как правило, предусматривается с гладким профилем. Обозначается он A-I или А240.

Для поддержания верхнего армирования при бетонировании наибольшее распространение получили гнутые П-образные детали.

Заливка перекрытия бетоном.

Расчет монолитного перекрытия пример. Какой нужен диаметр арматуры для монолитного перекрытия.

Ручной расчёт требуемого армирования несколько громоздок. Особенно это касается определения прогиба с учетом раскрытия трещин (нормы допускают образование в растянутой зоне бетона трещины с жестко регламентируемой шириной раскрытия — на глаз они совершенно не заметны, речь о долях миллиметра). Проще смоделировать несколько типичных ситуаций в программном комплексе, выполняющем расчёты строго в соответствии с действующими строительными нормами.

В расчёте приняты следующие нагрузки:

1. Собственный вес железобетона с расчётным значением 2750кг/м3 (при нормативном весе 2500кг/м3).
2. Вес конструкции пола 150 кг/м2.
3. Вес перегородок (усредненный) 150 кг/м2.

Общий вид расчетной схемы.

Схема деформации плит под нагрузкой.

Эпюра моментов Му.

Эпюра моментов Мх.

Подбор верхнего армирования по Х.

Подбор верхнего армирования по У.

Подбор нижнего армирования по Х.

Подбор нижнего армирования по У.

Пролеты принимались равными 4,5 и 6 м. Продольное армирование задано арматурой класса А-III, класс бетона В25, защитный слой 20мм. Так как площадь опирания плиты на стены не моделировалась, результаты подбора арматуры в крайних пластинах допускается проигнорировать (стандартный нюанс программ, использующих метод конечных элементов для расчёта).

Обратите внимание на строгое соответствие всплесков значений моментов со всплесками требуемого армирования.

В соответствии с выполненными расчетами можно порекомендовать для перекрытий в частных домах толщину монолитного перекрытия 150мм для пролетов до 4,5м и 200мм до 6м. Превышать пролет в 6м нежелательно. Диаметр арматуры зависит не только от нагрузки и пролета, но и от толщины плиты. Устанавливаемая зачастую арматура диаметром 12мм и шагом 200мм сформирует существенный запас. Обычно можно обойтись 8мм при шаге 150мм или 10мм с шагом 200мм. Даже это армирование едва ли будет работать на пределе. Полезная нагрузка принята на уровне 300кг/м2 – в жилье её может сформировать, разве что, крупный шкаф полностью заполненный книгами. Реально действующая нагрузка в жилых домах, как правило, существенно меньше.

Общее требуемое количество арматуры легко определить исходя из усредненного весового коэффициента армирования 80кг/м3. То есть для устройства перекрытия площадью 50м2 при толщине 20см (0,2м) понадобится 50*0,2*80=800кг арматуры (примерно).

При наличии сосредоточенных или более существенных нагрузок и пролетов применять указанные в данной статье диаметр и шаг арматуры для устройства монолитного перекрытия нельзя, потребуется расчет для соответствующих значений.

Тематические материалы:

Обновлено: 27.01.2018

103583

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Подождать или начать сейчас? Стоит ли заливать фундамент, когда на улице уже зима

Бывает, что стройка ограничена во времени, поэтому фундамент приходится бетонировать зимой или осенью. Насколько это правильно и не навредит ли конструкциям настолько, что потом придется их ремонтировать под уже готовым домом?

Рассказываем, при какой погоде бетон набирает прочность лучше всего и в какое время года можно избежать дополнительных затрат на обустройство фундамента.

Как бетон набирает прочность

Бетон – это искусственный камень. Он состоит из щебня, песка, цемента, воды и специальных добавок. Щебень и песок обеспечивают прочность, а цемент и вода образуют «клей», благодаря которому формируется монолит. Специальные добавки позволяют придать бетону необходимые характеристики: быстрый набор прочности, возможность укладки в зимнее время, морозостойкость и так далее.

Бетон набирает прочность постепенно, этот процесс состоит из двух стадий.

Схватывание – это потеря подвижности раствора. Ее скорость зависит от температуры воздуха. Например, если на улице +5 °C, бетон схватится за 15–20 часов, но эталонной, или расчетной, температурой считается +20 °C. При ней схватывание происходит через 1–3 часа после затворения бетонной смеси, то есть смешивания всех компонентов с водой. До начала схватывания нужно успеть уложить смесь в опалубку, уплотнить и выровнять.

Набор прочности, или твердение – это процесс достижения бетонной смесью заданной прочности. Оптимальные условия для ее набора – температура +20 °C и уровень влажности от 80 %. Расчетный срок «затвердевания» до марочной прочности при нормальной температуре и без дополнительных мер – 28 суток. Затем набор прочности бетоном замедляется, но не прекращает расти в течение всего срока эксплуатации.

Марочная прочность – важная характеристика бетона. Ее обозначают буквой «M» и цифрами от 50 до 1000 – чем больше индекс, тем прочнее бетон. Физико-механические характеристики определяются подбором состава бетонной смеси, ее водоцементным отношением, а также качеством применяемых компонентов: наполнителей, цемента, воды и добавок.

Зачем повышать водонепроницаемость бетона

Чем выше водонепроницаемость бетона, тем менее он восприимчив к давлению воды, а также воздействию химически агрессивных веществ в грунте и подземных водах: кислот, щелочей, солей и так далее. На водопроницаемость бетона негативно влияют излишки воды затворения, недоуплотненность бетонной смеси и отсутствие ухода за свежеуложенным бетоном.

Вода, не вступившая в гидратацию цемента (так называют превращение пластичной массы в монолит), после испарения образует в бетоне поры. Часть из них не замкнута и формирует сквозные каналы. По ним в фундамент проникает влага, которая при замерзании расширяется, что способствует дальнейшему разрушению бетона.

Для уменьшения количества воды затворения при сохранении подвижности бетонной смеси применяют пластификаторы. Они снижают водоцементное отношение, уменьшают объем пор в бетоне и повышают его плотность. При этом следует учитывать, что подбирать состав конкретной бетонной смеси необходимо в лабораториях с учетом особенностей и характеристик применяемых материалов: цемента, крупного и мелкого заполнителя и различных добавок.

Во время укладки особое внимание уделяют уплотнению бетона. Бетонная смесь должна полностью заполнить необходимое пространство без образования пустот. Особенно это важно при густом армировании конструкции. Для этих целей применяют специальные устройства – глубинные и поверхностные вибраторы.

Как ухаживать за бетоном после заливки

В бетоне с низким водоцементным отношением необходимо сохранить воду, которая нужна для процесса гидратации. Если этим пренебречь, качество конечного продукта заметно снизится. Стандартная схема ухода за бетоном предусматривает увлажнение свежеуложенного фундамента каждые 3–4 часа в течение первых 3–5 дней после заливки в зависимости от температуры окружающей среды. Также участок бетонирования укрывают влажной мешковиной или пленкой, используют специальные пленкообразующие составы.

Что такое проникающие добавки

Для повышения марки водонепроницаемости бетона очень часто применяют минеральные материалы проникающего, или пенетрирующего, действия. Их добавляют в смесь во время приготовления или наносят на подготовленную, то есть очищенную от загрязнений и цементного молока, а также насыщенную водой поверхность при помощи распылителя штукатурных составов или кисти.

Активные химические добавки в составе материала вступают в реакцию с компонентами бетонной смеси. В результате образуются нерастворимые соединения или кристаллы. Они создают сплошной барьер, препятствующий поступлению воды. В зависимости от марки обрабатываемого бетона можно повысить степень его водонепроницаемости на две или три ступени.

На что обращать внимание при бетонировании фундамента

Чтобы грамотно провести работы по возведению и свести дальнейшие затраты на ремонт и эксплуатацию фундамента к минимуму, необходимо придерживаться нескольких простых правил:

• Конструкция фундамента не должна допускать образования трещин при любых нагрузках.
• Весь объем бетона должен быть залит без технологических и «холодных» швов, то есть за один технологический цикл.
• Если работа предусматривает образование технологических швов, их нужно герметизировать с помощью набухающих шнуров, герметиков или гидрошпонок.
• Рабочую арматуру нужно устанавливать в строгом соответствии с проектом, толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 15 мм.
• Стоит обязательно уплотнить уложенный бетон вибраторами или использовать самоуплотняющийся бетон.
• Необходимо ухаживать за свежеуложенным бетоном.

В какое время года лучше всего заливать фундамент

Сложные погодные условия негативно влияют на набор прочности бетона.

Обилие осадков на этапе схватывания бетонной смеси может привести к насыщению ее излишками влаги. Это приводит к увеличению водоцементного отношения и уменьшению прочности бетона.

Заморозки превращают воду затворения в лед, что нарушает процесс гидратации цемента. При замерзании вода расширяется и в свежеуложенном бетоне возникают внутренние напряжения, которые приводят к повреждению фундамента.

Высокая температура воздуха, низкая влажность и ветер увеличивают скорость испарения воды из свежеуложенного бетона. Это приводит к нарушению процесса гидратации цемента и разрушению бетона в поверхностном слое, появлению усадочных трещин.

Исходя из этого, а также с учетом, что процесс набора прочности бетоном длится 28 суток, оптимальное время для заливки фундамента – период с конца весны до начала лета.

Кроме преимущества в комфортных условиях для производства работ, впереди будет достаточно времени на устранение возможных дефектов, обустройство гидроизоляции и дополнительной защиты. В результате фундамент, возведенный весной, не будет бояться осенних перепадов температуры и зимних морозов.

Как заливают фундамент зимой

Если все-таки необходимо забетонировать фундамент в зимнее время, используют несколько технологических приемов.

Противоморозные добавки и ускорители твердения – они позволяют проводить работы при минусовых температурах без потерь в скорости и качестве.

Прогрев бетона электрическим кабелем – он крепится к арматурному каркасу и подключается к сети, а затем остается в теле бетона.

Прогрев бетона тепломатами – в отличие от кабелей, маты устанавливают на поверхности обогреваемой конструкции, их можно использовать многократно.

Обустройство тепляка − это конструкция, похожая на теплицу, которую собирают над местом производства работ. Внутри устанавливают тепловые пушки для поддержания плюсовой температуры, поэтому в «тепляке» можно спокойно проводить работы по возведению фундамента: вязку арматурного каркаса, бетонирование, обустройство гидроизоляции и монтаж гидрошпонок.

Итог

Оптимальное время для заливки фундамента в большинстве регионов России, кроме северных, – вторая половина весны или начало лета. В этот период устанавливается оптимальная погода для работ по бетонированию. Вот основные моменты, на которые нужно обращать внимание при их проведении:

• Работы по развязке арматурного каркаса и бетонированию поручите специализированной организации. Так получится избежать ошибок, исправление которых может стоить очень дорого.
• Используйте только товарный бетон соответствующих марок прочности и водонепроницаемости. Методы приготовления бетона на объекте в металлической ванне и с помощью лопат категорически недопустимы.
• Бетонные работы проводите без образования холодных швов.
• Повышайте водонепроницаемость бетона с помощью специальных добавок. Например, пенетрирующих.
• За свежеуложенным бетоном нужно ухаживать. Укройте его влажной мешковиной и поливайте водой каждые два или три часа даже ночью в течение 3–5 дней. Если погода жаркая, лучше поливать в течение 7 дней.
• Работы по обустройству фундамента в зимнее время проводите с применением специальных методов.
• По возможности проверьте с помощью локатора арматуры толщину защитного слоя бетона. Он должен быть не менее 15 мм.
• Дополнительно защитите конструкции фундамента от негативного воздействия грунта и подземных вод.

плюсы и минусы, технология создания

Термином «монолит» принято обозначать цельную каменную глыбу. В строительстве это конструкции, сформированные по опалубке из литьевого бетона, одной из которых и является фундамент монолитная плита. Каковы плюсы и минусы этого варианта, чем он выгоднее других вариантов, и в чём особенности проектирования и строительства? На эти и другие вопросы вы найдёте ответ в представленном здесь материале.

Плитный, или сплошной монолит считается одним из наиболее подходящих фундаментов для зданий с небольшой этажностью, потому что наиболее равномерно распределяет нагрузки, и подходит бля большинства типов грунта.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Многие частные застройщики стремятся сделать для своих домов ленту мелкого заложения в надежде, что она обойдётся дешевле. Однако не всё так просто, и решение, кажущееся бюджетным, при определённых условиях может повлечь немало лишних затрат.

Правильно спроектированная плита, даже при большей материалоёмкости может оказаться не только долговечнее, но и экономичнее:

Плюсы	Минусы
Максимально большая площадь опирания, гарантирующая устойчивость основания, и исключающая неравномерные осадки здания.	Высокая материалоёмкость.
Может применяться на проблемных грунтах.	Если проектируется с рёбрами жёсткости, опалубку требуется устанавливать дважды.
Для достижения максимальной жёсткости и пространственной устойчивости может совмещаться с другими типами фундаментов.	При устройстве монолитного цоколя много времени уходит на ожидание набора прочности, так как его невозможно заливать одновременно с горизонтальной частью монолита.
Идеально подходит для дома с эксплуатируемым цокольным этажом.	Не подходит для устройства фундамента на пересечённом рельефе, с большими перепадами в отметках. Хотя на небольшом склоне сделать ступенчатую плиту можно.
При наличии  монолитных цокольных стенок, плитный фундамент представляет собой герметичную чашу. Она обеспечивает не только водонепроницаемость заглублённым помещениям, но и максимальную пространственную жёсткость, очень важную для стен из газобетона.	В зависимости от конфигурации сечения плиты, доступ к коммуникациям может быть затруднён, что решается закладкой дублирующих линий.
Для здания без подвала плиту можно закладывать в малозаглублённом или даже поверхностном варианте, что даёт немалую экономию на земляных работах.
Для устройства опалубки плоской плиты требуется минимальное количество материала, а это тоже экономия.
Высокая несущая способность, особенно при комбинировании с лентой или ростверком.
Тело плиты может служить как полом подвала или технического подполья, так и полом первого этажа. При желании в него можно закладывать элементы напольного отопления.

Формирование опалубки для поверхностной плиты

Наиболее подвержены морозному пучению грунты, содержащие в себе глину. Таких почв на территории страны большинство, и это природное явление, при котором замёрзшая в грунте вода расширяется и начинает выталкивать твердые и более плотные частицы, доставляет строителям настоящую головную боль.

• Профессионалы в таком случае рекомендуют строить именно на плитных основаниях, установленных поверх насыпных песчано-гравийных подушек. Это будет лучшим решением для домов со стенами из лёгких бетонов или кирпично-колодцевой кладки, которые очень чувствительны к деформациям и моментально реагируют трещинами.
• Плитные фундаменты можно классифицировать по форме, так как они бывают не только плоскими, но и ребристыми. Ребристые обеспечивают наилучшую устойчивость плиты к морозному пучению, могут воспринимать более высокие нагрузки. Рёбра могут быть направлены как вниз, так и вверх, монтаж такой плиты трудоёмок и требует больше времени, так как заливку вертикальных частей конструкции невозможно выполнять одновременно с горизонтальной.
• Если рёбра направлены в низ – а это и есть классическая ребристая плита, сначала заливают все выступающие части, и только потом приступают к формированию основного монолита. Пространство между рёбрами может заполняться как уплотнённым гравием и песком, так и плитами экструзионного пенополистирола.
• Вариант, когда рёбра «смотрят» не в грунт, а находятся выше планировочной отметки, называется плитно-ростверковым. В этом случае, наоборот: сначала заливается сама плита, а потом уже ставится опалубка под ростверк (он же выполняет функции монолитного цоколя, но может наращиваться по высоте кирпичом).

Плитный фундамент с ростверком

Для небольших домов из газобетона отлично подходит плоская плита толщиной 25 см, армированная в два яруса слоями стальной или композитной сетки. Этот тип фундамента хорошо работает на почвах со слабой несущей способностью, и заглублять его вовсе не требуется. Пятно застройки просто освобождают от плодородного слоя и выравнивают, подсыпая сверху песок с последовательным и тщательным уплотнением.

Подсыпка песка прямо на поверхности

Корыто в грунте под песчаную подушку может как выполняться, так и нет. Перед засыпкой песка основание застилается геотекстилем. Влагу он пропускает, но не даёт песку смешиваться с материковым грунтом и расползаться, что предупреждает заиливание. Сверху подушка укрывается гидрозащитной мембраной, или как вариант, экструдированным пенополистиролом, после чего начинается установка бортов опалубки, изнутри выстилаемая полиэтиленом.

Затем начинается армирование. Нижние сетки каркаса укладывают на пластиковые подставки-стульчики, обеспечивающие требуемую толщину защитной бетонной оболочки. Затем устанавливают второй ярус сеток с опорой на подставки-лягушки из арматуры, высота которых соответствует расстоянию между уровнями армирования. Между собой нижние и верхние сетки соединяются П-образными хомутами по торцам и плоскими каркасами внутри.

Двухуровневое армирование плиты

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Каркасы толстых фундаментных плит, например, заливаемых под многоэтажные дома, дополнительно усиливаются продольной арматурой, пересекающей центр конструкции. Так они лучше работают на изгиб.

Заливку бетона в опалубку осуществляют прямо из миксера, направляя смесь через бетоновод сначала в самый дальний угол, а затем распределяют её последовательными захватками по всей площади плиты, сопровождая эту работу уплотнением глубинными вибраторами. Завершается бетонирование у ближайшего к миксеру края. Окончательное выравнивание поверхности и удаление воздуха из монолита осуществляется за счёт прогона по поверхности монолита виброрейки.

Бетонирование с миксера

Бетону дают схватиться, после чего для предупреждения быстрой потери влаги, которая может нарушить процесс гидратации цемента, плиту заливают водой (в зависимости от летних температур могут делать это несколько раз в день). От пересыхания в жару, увлажнённый монолит укрывается полиэтиленовой плёнкой. Съём опалубки производится при достижении бетоном 50% прочности, но для продолжения работ требуется набрать 70%. В зависимости от погоды на это может уйти как 20 дней, так и всего 14.

Если плита не заглублялась, она будет выступать над поверхностью грунта на 25-35 см, что избавит от необходимости возведения цоколя. Стены дома начинают выкладывать прямо по плите, а она сама может послужить черновым полом 1-го этажа. В таком случае, перед тем как приступать к устройству напольного покрытия, поверх фундамента выполняют обмазочную гидроизоляцию, монтируют утеплитель по каркасу или под стяжку.

Монтаж газобетона прямо по плите, без цоколя

Конечно, всё это затраты. Но даже если делать ленточный фундамент и формировать полы по грунту, то гидроизоляцию и утепление всё равно придётся выполнять — и это не говоря уже о том, что требуется залить и сам пол. Да, плита пола тоньше плиты фундамента и обходится дешевле, но она нередко проседает, в результате чего плинтус через год-другой может оказаться на несколько сантиметров выше напольного покрытия. Появляются щели, в которые легко могут проникать насекомые и грызуны, и это один из отрицательных факторов полов, устроенных по грунту.

Да и вообще, по устройству ленточных фундаментов малого заглубления достаточно много ограничений, связанных и с качеством грунта на площадке, и с гидрогеологической обстановкой. Если же по условиям строительства ленту нужно серьёзно заглублять, то поверьте, её себестоимость окажется процентов на 30 больше монолитной плиты, что нецелесообразно по трудозатратам и невыгодно по финансам.

При незначительном удалении подошвы фундамента от планировочной отметки грунта, конструкцию принято называть плавающей. Таковой может быть не только плита, но и лента или даже столбы. Для таких фундаментов самым главным элементом подготовки является подстилающий слой правильной толщины, который защитит монолит от пагубного воздействия сил пучения.

Плитное основание под дом можно предусмотреть даже при беспроектном строительстве, и такой выбор с большой долей вероятности окажется целесообразным. Что же касается лент и точечных оснований, то для их строительства требуется тщательно проведённый анализ грунта. Основным недостатком этих фундаментов является малая площадь опоры, из-за чего может происходить крен.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Важно: Для увеличения пространственной устойчивости столбы и ленты приходится проектировать с уширенными пятками, что усложняет и процесс копки траншей, и конфигурацию опалубки. Да и рассчитать пропорции сечения нужно правильно, так как при слишком большом уширении в подошве возникает натяжение, появляются трещины.

Ещё одной сложностью ленточных оснований является необходимость их расширения ещё и в цокольной части — ширины ленты, достаточной для нормального восприятия нагрузок, может не хватать для того, чтобы опереть толстые стены. Например, если стены из газобетона толщиной 375 мм нужно облицевать кирпичом, а это ещё 120 мм, плюс 40 мм вентилируемого зазора, всего получается 535 мм.

Если ширина фундаментной ленты составляет всего 400 мм, требуется подумать про уширение. Существуют, конечно, допустимые нормативные расстояния, на которые стеновая кладка может свешиваться с фундамента, но они ограничены 40-50 мм. Остальное придётся восполнять либо увеличением ширины ленты, что даёт существенное удорожание, либо устройством консолей, что усложняет форму сечения ленты и соответственно, опалубки.

Допустимые свесы стен с фундамента

Что касается столбчатых монолитных фундаментов, то их, как и ребристые плиты, приходится заливать в два этапа: сначала вертикальные опоры, а затем ростверк, обвязывающий их по горизонтали. С экономической точки зрения столбчато-ростверковое основание может оказаться самым выгодным из всех видов монолитных фундаментов, ведь для заливки свай достаточно только пробурить в грунте скважины, даже без обсадки. Однако устраивать его можно далеко не на всяком грунте (особенно не рекомендовано на подвижных почвах), так что при отсутствии проекта преимущество плитного основания, для которого практически нет ограничений, очевидно.

Решения, ставшие традиционными в малоэтажном строительстве, нельзя конечно сравнивать с практикой устройства фундаментов для зданий повышенной этажности. Здесь гораздо чаще применяются сваи – в качестве дополнительных опор и элементов усиления грунта. Здесь и забивные сваи прямоугольного сечения, и набивные самых разных систем, и оболочки. На естественном основании, в зданиях высотой до 16 этажей устраивают фундаменты из параллельных или перекрёстных лент. Если этажей больше 16, то фундаменты обычно проектируют в виде сплошного монолита.

В гражданском строительстве, которое чаще всего приходится вести в условиях довольно плотной городской застройки, использование свай не всегда возможно. Подобная техника даёт сильную вибрацию и не только создаёт невыносимый шум для жителей микрорайона, но и представляет определённую опасность для существующих зданий. В основном такие фундаменты проектируются под промышленные объекты. Правда, есть перспективная технология устройства набивных свай (называется Беното), но большого распространения в стране она пока не получила – разве что, в столице.

Ленточный монолит в масштабном строительстве тоже применяется редко, здесь в основном в ход идут сборные элементы: блоки ФБС, прямоугольные и трапециевидные подушки ФП и ФЛ, с применением которых значительно сокращаются сроки производства работ. Так что в качестве монолитных оснований для многоэтажных домов проектируют всё те же плиты – плоские или ребристые, только толщину они имеют уже не 25-30 см, а 50-60 см.

Уменьшение толщины плиты может снизить её способность сопротивляться изгибу, поэтому в строительных правилах и прописана минимально рекомендованная толщина плиты 50 см. Если плита ребристая, она имеет дополнительное усиление, и её толщину можно определять исходя из размеров пролётов (расстояний между рёбрами). Максимум допустимо принимать 1/10 пролёта — то есть, если он 4000 мм, толщина плиты будет 400 мм.

Наиболее сложен фундаментный пирог при наличии в почве напорных грунтовых вод. В этом случае под плитой нужно разместить оклеечную гидроизоляцию, для чего приходится устраивать бетонную подготовку. Используя для приклеивания битумных рулонных материалов мастику на такой же основе, либо применяя наплавный метод, можно получить двойной, практически герметичный слой гидроизоляции. Её ковёр выводится на торцы плиты, а верх защищается от механических повреждений бетонной стяжкой или армированным полиэтиленом, поверх которой начинают устанавливать арматуру и опалубку под саму плиту.

О том, что для фундамента весьма важно проектирование, основанное на анализе грунта, говорится всегда и везде. Но и кроме этого есть масса ошибок, которые могут быть допущены даже при наличии проекта. Чаще всего они спровоцированы стремлением сэкономить, казалось бы, на не очень значительных вещах. Тем не менее, любая мелочь может повлечь проблемы, которые при эксплуатации дома станут для хозяина настоящей головной болью.

Многие считают, что если участок сухой и грунтовых вод поблизости нет, фундамент вполне может обходиться без гидроизоляции. В принципе, это так и есть, когда дело касается фундаментных лет и буронабивных свай — они могут заливаться без опалубки прямо в грунт, если он плотный. Утрата цементного молока, которое впитывается в почву, здесь не критична – разве что влечёт незначительное увеличение объёма заливаемого бетона. Зато грунт вокруг фундамента, пропитанный цементным молоком, после его затвердевания упрочняется, что повышает несущую способность естественного основания.

Однако с плитой такой номер не проходит, так как заливается она только по опалубке, и зачастую на поверхности. Монолит такой формы занимает большую площадь при малой толщине, а это способствует более активной потере цементного молока. Поэтому под плитой всегда должна быть гидроизоляционная прослойка в виде уложенных внахлёст полотен ПВХ мембраны.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Если под подошву плиты закладывается теплоизоляция (ЭППС сам по себе обладает неплохими гидроизоляционными свойствами, но между плитами есть швы), поверх неё можно просто настелить полиэтиленовую плёнку.

Немалыми проблемами чревато некачественное уплотнение подстилающих слоёв, ведь просадки грунта под плитой будут вызывать в этих местах напряжения. Как результат, образуются трещины, которые со временем будут раскрываться всё сильнее, оголяя арматуру. Чтобы этого не допустить, песчаные и щебёночные подушки отсыпаются слоями не более 10 см и обязательно уплотняются с помощью виброплиты или катка.

Для более качественного уплотнения песок смешивают со щебнем в пропорции 60:40, либо сначала отсыпают песок, а потом втрамбовывают в него щебень. Нижний слой щебня под плитой делается только тогда, когда близко грунтовые воды. Коэффициент уплотнения насыпного грунта – 0,95.

Возникают ошибки и при устройстве опалубки. Прежде всего, это выбор материала для неё. Не следует стараться использовать на опалубку обрезки и старую полупрогнившую доску, потому что тогда невозможно будет получить конструкцию правильной геометрической формы. Доска должна быть хвойных пород дерева, обрезная, не ниже 2 сорта.

При сборке щитов доски подгоняют как можно плотнее друг к другу, чтобы щели между ними были не более 2 мм. Обращённые к бетону стороны должны либо смазываться после установки отработанным маслом, либо оббиваться полиэтиленом или геотекстилем. Это даст возможность легко снимать щиты, получив монолит с гладкой боковой поверхностью.

Так же грубой ошибкой при установке опалубки является:

1. Экономия на выборе толщины доски – 25 мм мало, нужно не менее 40 мм.
2. Слишком большие расстояния между брусьями, скрепляющими доски щита. Оно должно быть не больше 80 мм.
3. Некачественное закрепление щитов. Это не только упирающиеся в колья треугольные подкосы с внешней стороны, но и хомуты или стяжки, не позволяющие бортам быть выдавленными под натиском залитого бетона. Мнение эксперта
   Виталий Кудряшов

   строитель, начинающий автор

   В опалубке ленточных фундаментов параллельные щиты соединяются между собой, а в плитных конструкциях их привязывают проволокой, протянутой через отверстие в опорном бруске, к арматуре.

4. Отсутствие запаса высоты щитов — они должны быть выше верха фундамента на 5-7 см.
5. Отсутствие контроля вертикальности стенок опалубки.
6. Вылет опорных элементов для устойчивости должен быть не менее 1 м.

Правильная установка подпорок для бортов опалубки

Главной ошибкой при устройстве каркаса для фундамента является такая установка арматуры, при которой она будет защищена слишком тонким слоем бетона, или вообще будет проглядывать на поверхности. По нормам толщина бетонной оболочки в подошве должна быть 70 мм, по бокам и сверху – не меньше 35 мм.

• Если используются не готовые сетки, а сборка производится из отдельных стержней, расстояние между ними не должно быть слишком большим, иначе теряется эффект усиления. Конфигурация каркаса определяется расчётом, но в фундаментах малоэтажных домов шаг арматуры обычно составляет 200*200 мм.
• Рабочая арматура обязательно должна быть профильная, гладкую можно применять только для вертикального соединения сеток.
• Диаметр продольных стержней, если они стальные не может быть меньше 12 мм.
• Очень важно обеспечить качественное сцепление арматуры с бетоном, а помешать этому может ржавый налёт на каркасе. При необходимости, перед заливкой бетона арматуру обрабатывают преобразователем ржавчины.
• Гнуть арматуру можно только с помощью гибочного станка, ни в коем случае её нельзя нагревать или надпиливать, чтобы получить требуемый радиус.

Соединять арматуру нужно правильно, причём её подбор зависит от вида соединений. Если стержни будут вязаться, можно брать арматуру А400, если её нужно варить, следует покупать арматуру А500С. Индекс «С» как раз и указывает на то, что её можно соединять сваркой.

Ошибки можно допустить на любом этапе устройства фундаментного монолита, в том числе и в процессе бетонирования. Если вы купите готовый бетон на заводе, это уже залог успеха. Но многие в целях экономии стараются изготавливать его самостоятельно, использовав лежалый, или купленный подешёвке у соседа цемент. А между тем уже через месяц после даты изготовления цемент начинает терять прочность — и чем дольше он лежит, тем бесполезнее становится. Соответственно, получить из него бетон нужной марки не получится, даже если точно соблюдать рецептуру. Экономия на цементе является неуместной, и может создать в итоге самую большую проблему.

Монолитная плита

: плюсы, минусы и сравнение со стержневой стеной | Строители Кораллового острова

Знаете ли вы, что в прошлом году было построено (и завершено) более 1,4 миллиона новых домов? Это очень много расчищенной земли, заложена тонна фундамента и возведено бесчисленное количество стен.

Конечно, немногие дома действительно являются домами для формочки для печенья. У каждого есть свой набор разрешений, разный набор гор для восхождения и разный тип готового продукта.

Но остается одно.Ничего не получается, если он не стоит на твердой почве. А в жилищном строительстве это включает в себя правильный фундамент.

Как и все остальное в процессе строительства, закладка фундамента дома не является универсальным делом. Есть несколько различных методов, которые помогут создать прочный каркас, и монолитная плита, безусловно, является одним из подходов.

Ниже мы разберем этот способ фундамента, обозначим его плюсы и минусы и сравним его, пожалуй, со вторым по распространенности фундаментом — кормовой стеной.Приготовьтесь взглянуть на местность поближе и посмотреть, какой из них подходит для вашего проекта.

Что такое монолитная плита?

Слово монолитный — прилагательное. Это означает «сформированный из одного большого каменного блока». В строительной отрасли мы определяем это как «все за один прием».

Итак, монолитная плита — это гигантский блок цемента, залитый одним махом. Хотя его можно заливать сразу, это не обязательно однородная плита.

Он должен быть толще в тех местах, где будет несущая стена, и по всему периметру (вместо нижних колонтитулов).Это обеспечивает дополнительную поддержку в самых ответственных позициях.

Плюсы монолитной плиты

Есть много преимуществ однократной заливки фундамента. Давайте взглянем на некоторые из самых известных льгот.

Это быстро

Первое и самое заметное преимущество монолитной плиты заключается в том, что ее можно укладывать намного быстрее, чем другие фундаменты. Поскольку это однократная заливка, монолитный фундамент разрушается быстрее, чем другие распространенные методы, в том числе стены ствола.

Это доступно

Почти во всех отраслях время — деньги. Учитывая легкость, которую дает одна заливка, это делает строительный проект более доступным.

С самого начала снижаются затраты на рабочую силу, что позволяет сэкономить часть финансовых средств, необходимых для реализации крупного жилищного проекта.

Крепкий

При правильных условиях монолитная плита может быть такой же прочной, как и любой другой фундамент. Главное, на что нужно обратить внимание, — это ровная площадка.

Если земля была расчищена и требуется очень мало грунта для заполнения, возможно, вам нужны идеальные условия для монолитной плиты. Хороший, ровный грунт не представляет особых трудностей для фундамента такого типа.

Минусы монолитной плиты

Последний «профи», который мы только что перечислили, аккуратно перечислил сегвеи как один из минусов этого фонда. Итак, давайте прямо сейчас погрузимся в это.

Легко треснет

Монолитные плиты легко треснут , если не установлены на ровной поверхности.Таким образом, участки, требующие большого количества грязи, должны вызывать недоумение.

Если грунт аккуратно (и полностью) утрамбован, у этих фундаментов есть большой риск растрескивания со временем. И, конечно же, как только фундамент треснет, последуют другие структурные повреждения, в том числе потрескавшиеся стены.

Плохое место в зонах затопления

Если строящийся дом должен возвышаться над поймой, большинство строителей не рекомендуют монолитную плиту.

Это создаст слишком большую нагрузку на эти несущие стены и стены по периметру.А треснувший фундамент — это не просто неприятность.

Как мы только что намекнули, эти трещины могут доходить до пола и гипсокартона, нанося вред. Неудивительно, что это долгосрочный рецепт катастрофы.

Вход в стенку ствола

Итак, если монолитная плита не рекомендуется, какой следующий лучший вариант? Стенка ствола — отличная альтернатива, хотя и более трудоемкий процесс. Вот как работают стволовые стены.

Сначала на уровне земли заливается нижний колонтитул.Вот почему можно работать с неровным грунтом в основании стенки ствола. После заливки нижнего колонтитула укладываются цементные блоки, создавая стену, которая поднимется до уровня готовой плиты.

Когда требуется много засыпки, стенки ствола выравнивают, добиваясь ровной высоты. Конечно, этот более трудоемок, но вы можете видеть, как он будет иметь долгосрочные преимущества. Дом без трещин в стенах говорит само за себя.

Монолитная плита для ровной поверхности

Одним из основных определяющих факторов для монолитной плиты является наличие ровной поверхности, которая не должна возвышаться над поймой.

Если ваш будущий дом соответствует этим условиям, то, возможно, вы сможете ускорить процесс строительства и сократить свой бюджет.

Если вы живете на юго-западе Флориды и хотите погрузиться в азарт новой постройки, мы надеемся, что вы обратитесь к нам сегодня. Здесь, в Coral Isle Builders, мы создаем индивидуальные оазисы для наших клиентов.

С первой встречи мы адаптируем процесс строительства к вашим стандартам. Это означает, что у вас есть право голоса от фундамента до потолка вашего будущего дома.

И не забывайте о радостях, связанных с выбором подходящего ковра, плитки и удобств для вашего прибрежного оазиса. Приходите изучить все планы этажей, чтобы увидеть, на каком из них изображено ваше имя.

В настоящее время мы строим в Кейп-Корал, Форт-Майерс, Пайн-Айленд, Эстеро и Бонита-Спрингс. Если у вас есть земля в любой из этих областей, мы будем более чем счастливы построить на ней участок и вручную доставить особый дом вашей мечты.

Сага о монолите еще не окончена

Прошел почти месяц с тех пор, как мы в последний раз слышали что-либо о таинственном монолите в бассейне Локхарт, штат Юта.Напомним, что он был обнаружен 23 ноября, когда биологи из дикой природы проводили обследование снежных баранов, вскоре привлек внимание туристов, а затем исчез через четыре дня. Он был удален ночью четырьмя самопровозглашенными авантюристами и участниками моавской слэклайна и бейсджампинга: Энди Льюисом, Сильван Кристенсен, Гомером Мэнсоном и анонимным товарищем.

Но монолит вернулся, в основном неповрежденный, и теперь находится под контролем Бюро землеустройства после потока угроз смертью, федерального расследования и запуска некоммерческой организации.И все же остается вопрос: кто это поставил для начала?

Во-первых, расследование.

После удаления монолита окружная прокуратура США в штате Юта начала расследование в отношении , которые забрали этот кусок и положили его туда. Кристенсен уже опубликовал в TikTok видео, в котором заявляет о своей ответственности за кражу, поэтому ответить на первый вопрос было несложно. Но удержание монолита во время второй половины расследования будет считаться препятствием для правосудия.«Идея состоит в том, что кто-то отказался от искусства и знал место, и по какой-либо причине, которая нанесла ущерб окружающей среде, они должны выяснить, кто это поместил», — сказал Льюис (который также известен под своим прозвищем Скетчи Энди) Outside. во время видеозвонка. «Поэтому им нужно взглянуть на это и посмотреть, смогут ли они найти подсказки». После заключения соглашения о сотрудничестве и привлечения адвокатов было решено, что эти люди вернут монолит в BLM в установленный день и время и не будут подвергаться судебному преследованию или дальнейшему расследованию.

Это стандартная процедура для BLM. По сути, все, что происходит на земле BLM, является делом BLM, даже расследование собственности, которая изначально не принадлежала агентству. И он не хочет создавать прецедент, когда люди могут просто выйти на общественные земли и забрать вещи. Это поднимает более серьезный философский вопрос о том, кому принадлежит искусство, а также о том, как BLM будет относиться к попыткам искусства на общественных территориях в будущем.

Сотрудники

BLM не стали комментировать какие-либо конкретные детали расследования.«Мы понимаем, что общественность сильно заинтересована в статусе и результатах любых расследований по установке и удалению незаконно установленной конструкции, известной как« монолит », — написал представитель BLM в электронном письме. «Мы уведомим общественность, когда у нас появится информация, которой мы можем поделиться».

По словам четырех бездельников, решение украсть было очевидным. «Было много разговоров о монолите, о том, кто его туда поместил, — сказал Льюис. «К сожалению, все это происходило каскадом.Потому что это вроде как символ, да?

Символ непонятного. Символ того, что это был тяжелый год, и нам всем нужно было сосредоточиться на чем-то еще? Символ того, что мы должны остановиться и подумать о нашем влиянии на общественные земли? Символ, который никто не заслоняет от Эскизного Энди на его заднем дворе?

Но упомянутый Льюисом каскад — не преуменьшение. В дни, прошедшие после открытия монолита, тысячи людей хлынули в Моав, небольшой городок на краю пустыни, который уже не выдержал тяжести туризма.Монолиты-подражатели появились в Румынии, Калифорнии и Новой Зеландии, но вскоре исчезли. В ленте Instagram Кристенсена вскоре после удаления монолита он написал: «Мы удалили монолит штата Юта, потому что есть четкие прецеденты того, как мы разделяем и стандартизируем использование наших общественных земель … загадкой было увлечение, и мы хотим использовать это время. объединить людей, стоящих за настоящей проблемой — мы теряем наши государственные земли — подобные вещи не помогают ».

Льюис назвал удаление памятника «хаотично-нейтральным» призывом, который он и его друзья сделали.«Очевидно, он не может оставаться там», — сказал Льюис, описывая их мыслительный процесс. «Это просто невозможно, потому что он стал местом назначения. Мы явно не хотим брать его — он не наш. И мы не хотим его разрушать, потому что это искусство. Наша команда решила, что хаотично-нейтральным решением было удалить его как можно более неповрежденным ».

Они также сказали, что до них начали доходить слухи о других планах его украсть. «Мы слышали от других людей:« О, хорошая работа, мы были прямо за тобой », — сказал Мэнсон, который родился в Моаве.«Мы буквально прошли мимо них, и они были следующими, кто пришел снести его». Тем не менее в спешке группа потеряла верхнюю часть монолита, которая уже была ослаблена от многочисленных посетителей, пытающихся оторвать ее. «Мы хотим, чтобы тот, у кого есть пропавший кусок, вернул его», — сказал Льюис, который хранил монолит по частям в доме друга и в другом неизвестном месте, пока не был вынужден вернуть его в BLM.

В воскресенье Льюис опубликовал видео, на котором монолит блестит в солнечном свете того, что выглядит как задний двор, за которым последовал длинный пост о причинах его удаления и о том, чем монолит отличается от натяжных строп, лазания с болтами. , и космические сети, которые он и его друзья регулярно устанавливают в пустыне.(Среди прочего, команду обвинили в лицемерной позиции в отношении воздействия человека на пустыню.) «У всего есть свое место», — говорится в сообщении. «В этом суть сохранения. Было трагедией убрать Монолит Юты — поскольку он был прекрасен; и мы приносим свои извинения ».

Реакция на демонтаж монолита не прекращалась. Мужчинам угрожали смертью и звонили в компании, где каждый из них работал. «Мне позвонил парень и просто вдохнул в трубку», — сказал Льюис.«Люди говорят, что собираются выследить нас, они собираются прикончить нас».

Тем не менее, мужчины отстаивали свои убеждения, ссылаясь на принципы «не оставлять следов». «Энди хорошо выразился раньше, — сказал Кристенсен. «Мы все в основном авантюристы и землепользователи в этой области, и благодаря этому мы узнали о злоупотреблениях и невежестве, а также о некоторых проблемах, с которыми мы сталкиваемся».

Что приводит нас к некоммерческой организации. «Думаю, мы выбрали имя, — сказал Кристенсен. «Коллектив Desert Canyon.Их цель сейчас и их надежда на будущее из-за безумия монолитов — повысить осведомленность об этичном отдыхе на общественных территориях, а также помочь другим некоммерческим организациям, которые уже занимаются этой проблемой. Они также сказали, что проведут собственную очистку от мусора в пустыне, который Кристенсен и Мэнсон описали как что угодно, от сбитых самолетов и брошенных автомобилей до битого стекла вдоль реки. «[Это] места, которые мы посещаем регулярно», — сказал Мэнсон.

А что с монолитом? Расследование его происхождения все еще продолжается, и до сих пор никто на законных основаниях не выступил с заявлением о его происхождении.(Хотя некоторые пытаются извлечь выгоду из культурного феномена.) Но как только это завершится, люди, которые его украли, надеются, что весь этот опыт приведет к разговору о специально отведенных для искусства местах на общественных землях и, в более широком смысле, о совместном использовании и благе. поведение в этих местах. Кристенсен сослался на соглашение одного джентльмена разместить его в Солт-Лейк-Сити на территории Ред-Бьютт-Гарден Университета Юты. «Мы отказались от этого, потому что хотели иметь голос и силу, чтобы дать людям перспективу, в которой они нуждаются», — сказал Льюис.Кристенсен кивнул и добавил: «Мы не уничтожали искусство. Мы как бы изменили его направление и сделали его более масштабным, связанным с экологическим сознанием и этичным отдыхом на земле ».

Третий монолит, найденный в Калифорнии, соответствует монолитам из Юты и Румынии

Идет загрузка.

Мания по поводу металлических монолитов охватила мир за последние две недели.

Теперь третья металлическая плита появилась на вершине Сосновой горы в Атаскадеро, Калифорния.

В среду утром путешественники наткнулись на 10-футовый монолит из нержавеющей стали. Это почти полное совпадение с двумя другими металлическими монолитами, которые были обнаружены в Юте и Румынии за последние две недели.

Согласно местному изданию Atascadero News, калифорнийский монолит был трехсторонним, как и монолит в Юте. Но в отличие от того, что находится в пустыне Юты, эта 200-фунтовая конструкция не была прочно прикреплена к земле, и ее можно было опрокинуть сильным толчком.

Непонятно, откуда появился этот новый монолит и когда он был установлен. Но местный турист Рэй Джонсон сказал Atascadero News, что во вторник структуры там не было.

Триплетные монолиты

Металлический монолит, найденный на вершине Сосновой горы в Калифорнии, 2 декабря 2020 года.Предоставлено Ником Маттсоном / Новости Atascadero

Официальные лица штата Юта обнаружили монолит 18 ноября, когда прочесывали пустыню к югу от Моава в поисках снежного барана.

Структура таинственным образом исчезла девять дней спустя.

В тот же день, 27 ноября, румынское новостное агентство Ziar Piatra Neamt сообщило, что на вершине холма Баткас Доамней в северо-восточном городе Пьятра-Нямц появился еще один монолит.

Румынский монолит, покрытый взаимосвязанными кругами, просуществовал всего четыре дня, прежде чем исчез во вторник.

На следующий день туристы нашли калифорнийский монолит.

Insider изучил данные Google Earth и обнаружил, что монолит в штате Юта впервые появился где-то в период с августа 2015 года по октябрь 2016 года. Аналогичные спутниковые снимки, позволяющие установить, были ли румынские и калифорнийские монолиты до того, как их недавние открытия были недоступны.

Загадочное происхождение

Не было явных указаний на то, кто возвел эти монолиты. Должностные лица штата Юта высмеивали идею, что инопланетяне оставили это строение.

«Незаконно устанавливать конструкции или предметы искусства на государственных землях, находящихся под федеральным управлением, независимо от того, с какой вы планеты», — говорится в заявлении отдела.

Монолит, обнаруженный в штате Юта (слева) 17 ноября 2020 года, и монолит, обнаруженный в Румынии 27 ноября 2020 года.Дорожный патруль Юты / Зиар Пьятра Нямц

Все три кажутся похожими на гигантскую плиту из культовой сцены из фильма Стэнли Кубрика 1968 года «2001: Космическая одиссея».

Происхождение и последующее исчезновение обоих монолитов остается загадкой, хотя ведущая теория, опубликованная The New York Times, предполагает, что структура Юты является работой американского художника Джона Маккракена.

Маккракен умер в 2011 году.

Таинственный монолит снова появляется — CBS News

Он загадочным образом появился на заре 2001 года — монолит 9 футов высотой, который напомнил зловеще гудящую, а иногда и визжащую центральную икону в фильме 1968 года « 2001: Космическая одиссея».

После сбивания с толку посетителей в парке Магнусон во вторник, к среде он исчез.

Теперь он снова появился в другом парке Сиэтла, на острове в Зеленом озере.

Никто не взял на себя ответственность за исчезающий и вновь появляющийся монолит.

«Это довольно удивительно», — сказал представитель города Дэйв Хьюбэнкс.

Десятки людей посетили это место в среду в надежде увидеть монолит, сделанный из стали и имеющий размеры около 9 футов в высоту, 4 фута в ширину и 1 фут в толщину.

Его удаление из парка Магнусон действительно снимает несколько вопросов, сказал Хьюбэнкс.

«Мы выяснили, что они залили цементное основание, чтобы оно было на нем», — сказал он .

После высыхания цемента, на что потребовалось бы некоторое время, снятый для заливки керн был аккуратно заменен на сам монолит.

«На месте не было следов шин» и способ их доставки на продуваемый ветром Кайт-Хилл, выходящий на озеро Вашингтон, до сих пор неизвестен, сказал Хьюбэнкс.

«Вчера это выглядело так, как будто оно появилось с неба. Возможно,» сказал он, мерцая, явно наслаждаясь этим вторым этапом того, что, по-видимому, квалифицируется как последняя выходка городского партизанского искусства.

«Это было красиво сварено», — отметил Хьюбэнкс.

Никто не взял на себя ответственность за монолит. На звонок в местную художественную мастерскую не ответили.

Не удалось отследить создателей возможно подключенного веб-сайта — www.supportthemonolith.org. На сайте, который сейчас не работает, была размещена отредактированная копия знаменитой фотографии солдат Второй мировой войны, поднимающих флаг в Иводзиме. В этом варианте ставили монолит.

Вспоминая фильм, в котором монолиты из космоса каким-то образом запускают эволюционный прогресс, авторы сайта отметили, что в последнее время инопланетяне не осуществляли таких поставок.

«Вместо того, чтобы позволить этим фактам нас обескураживать, — говорится на веб-сайте , — некоторые люди взяли дело в свои руки».

Следы заноса рядом с кратковременным местоположением монолита в парке Магнусон предполагают, что полую деталь — «звонило» при ударе, сказал Хьюбэнкс, — перетащили на некоторое расстояние, а затем, возможно, поместили на тележки или подняли и перенесли.

«Я подозреваю, что потребуется шесть или восемь человек с довольно сильными плечами, чтобы перевязать его», сказал он.

Примерно в полумиле отсюда есть катер. Ворота останавливают транспортные средства с территории парка на ночь.

«Они могли погрузить его на лодку. Или бесшумный вертолет, или космический корабль», — предположил Хьюбэнкс. «Возможно, он улетел на другую планету. Кто знает?»

Звуковые эффекты отсутствовали — не было магнитофонных записей на тему 2001 , также известную как «Так говорил Заратустра» Штрауса.

«Да и обезьян, которых мы могли бы опознать, не было», — пошутил Хьюбэнкс .

Одна сцена в фильме предполагает, что появление монолита послужило толчком к первому использованию инструментов волосатыми предшественниками человечества.

Среди других недавних начинаний партизанского искусства — установка 700-фунтового мяча и цепи на «Молотый человек» в Художественном музее Сиэтла в День труда 1993 года группой, называющей себя «Субкультура Джо и фабриканты привязанности».

«Субкультура Джо» получила гораздо больше внимания в июле 1996 года, когда он оставил свой грузовик с грузом — металлическое сердце весом 1800 фунтов — в центре Уэстлейк-Парка.Эвакуация из близлежащего района была сопряжена с большими расходами и неудобствами, поскольку полиция опасалась, что грузовик может перевозить бомбу. Это было просто сердце.

Незадолго до Рождества 1996 года шутники украсили Человека-молотка шляпой Санты, которую сотрудники музея поспешно сняли.

© MMI, Ассошиэйтед Пресс. Все права защищены. Этот материал нельзя публиковать, транслировать, переписывать или распространять.

Монолиты появляются и исчезают во всем мире

К настоящему времени весть о появлении монолитов вошла в древнюю историю.Тайна первого идеально симметричного блестящего бара, появившегося в пустыне Юты, к удивлению всего мира, давно решена. Металлическая колонна длиной 3 метра сначала подозревалась в работе покойного Джона Маккракена, скульптора-индивидуалиста (опровергнутая позже, после смерти Маккракена в 2011 году), а затем другого местного скульптора, который отрицал это обвинение. Популярная версия состоит в том, что это был мусор, брошенный в Red Rock Country членом съемочной группы футуристического фэнтезийного шоу Westworld в рамках розыгрыша.

После появления и последующего исчезновения монолита в Юте подобные колонки — проинформированные пользователи сети выразили оговорку, назвав их монолитами, поскольку они металлические — были замечены в Румынии и Калифорнии, а затем на острове Уайт в Англии. Последние наблюдения этих столбов были в Нидерландах и Колумбии. 7 декабря группа путешественников, путешествующих по заповеднику в сельской местности Фрисландии, наткнулась на металлический столб возле небольшого водоема.Через день он тоже исчез, «возродившись» в виде золотой колонны с покатым краем.

Читать: Вневременная каменная архитектура Петры

Монолит в штате Юта вызвал воспоминания об этой потрясающей вводной части классического произведения Стэнли Кубрика « 2001: Космическая одиссея ». Была ли действительно спасительная перезагрузка для человечества в ближайшем будущем после того состояния, в котором нас оставила пандемия? Но по мере того, как дни шли, приближался конец года и монолиты разрастались, я пришел к выводу, что это всего лишь банальная серия розыгрышей, разыгрывающая врожденное человеческое любопытство к фаллическим реликвиям.

Читать: Петроглифы: Скала веков

Безвкусно — как правильно называет это The Guardian — и сколь бы предсказуемой ни была «тенденция», интересно отметить, что появление последующих монолитов происходило в некоторой ненарушенной последовательности. Это похоже на то, как если бы та же самая структура исчезла из одного места и снова появилась в другой части мира, в результате чего наши социальные сети ссорятся, как обезьяно-люди Кубрика, или, как утверждают теоретики заговора, — дело рук инопланетян.Однако этот интригующий монолит также может показаться изменяющим форму: структуры, появившиеся на последующих участках, заметно отличались по форме, размеру и цвету.

Читать: Не лезь на каждую гору

Обратной стороной слухов является то, что пользователи сети из экстаза превратились в измученных и даже раздраженных этими выступлениями и их последующим освещением в СМИ. В мире, где информация распространяется быстро, монолиты превратились в постоянно развивающуюся историю, которая вызывает недовольство и гневные отклики раздраженных пользователей социальных сетей.Экологически сознательные люди тоже не слишком одобряют это — возведение этих монолитов подвергается нападкам как массовое проникновение в экологически уязвимые районы и хрупкие среды обитания.

Установка и быстро организованное открытие монолита и мира, который впоследствии стал его свидетелем, является частью спектакля, идеальным местом для этого является безлюдная, нетронутая природа. Металлический столб, который недавно появился на вершине холма в охраняемой зоне Дартмура, Англия, является отличным примером того, как быстро начинают выражаться опасения по поводу того, является ли эта тенденция более безопасной.

Тем не менее, после того, как первоначальное волнение вокруг монолитов пошло на убыль, появилось настоящее вдохновение для путешествий. Потрясающие высеченные в скалах церкви Лалибелы в Эфиопии, вырезанные из единой вулканической породы, геологические монолиты, такие как австралийская скала Улуру, и Великий сфинкс в Гизе определенно заслуживают гораздо большего внимания. После пандемии, поскольку мы стремимся открыть для себя больше нашей собственной страны в наступающем году, можно, наконец, исследовать величественные размеры Гомматешвары в Шраванбелаголе и храма Кайласа в Эллоре или беспрецедентное чудо, вызванное монолитами Нартианга в Мегхалае. .

Во всяком случае, мы всегда можем вернуться в 2001 год: Космическая одиссея.

Обзор принципов и недавних аналитических приложений

Anal Bioanal Chem. Авторская рукопись; доступно в PMC 2014 1 марта.

Опубликован в окончательной редакции как:

PMCID: PMC3578177

NIHMSID: NIHMS424832

Кафедра химии Университет Небраски Линкольн, NE 68588-0304, США

09 автор : Телефон, 402-472-2744; Факс, 402-472-9402; удэ.lnu @ 1egahd Окончательная отредактированная версия этой статьи издателем доступна на сайте Anal Bioanal Chem. См. другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.

Abstract

Аффинная монолитная хроматография (AMC) — это тип жидкостной хроматографии, в которой в качестве стационарной фазы используются монолитный носитель и биологически связанный связывающий агент. AMC — это мощный метод селективного разделения, анализа или исследования конкретных целевых соединений в образце. В этом обзоре обсуждаются основные принципы AMC и недавние разработки или применения этого метода, с особым упором на работы, появившиеся за последние пять лет.Исследованы различные материалы, которые использовались для подготовки колонок для AMC, включая органические монолиты, монолиты кремнезема, монолиты агарозы и криогели. Эти поддержки использовались в AMC для форматов, которые варьировались от традиционных столбцов до дисков, микроколонок и капилляров. В AMC также использовались многие связывающие агенты, такие как антитела, ферменты, белки, лектины, иммобилизованные ионы металлов и красители. Некоторые применения, о которых сообщалось с этими связывающими агентами в AMC, включают биоаффинную хроматографию, иммуноаффинную хроматографию или иммуноэкстракцию, аффинную хроматографию с иммобилизованными ионами металлов, аффинную хроматографию краситель-лиганд, хиральное разделение и исследования био-взаимодействия.Примеры представлены из областей, которые включают аналитическую химию, фармацевтический анализ, клинические испытания и биотехнологию. Также обсуждаются текущие тенденции и возможные направления будущего развития AMC.

Ключевые слова: Аффинная монолитная хроматография, монолитные носители, аффинная хроматография, биоаффинная хроматография, иммуноаффинная хроматография, аффинная хроматография с иммобилизованными ионами металлов, аффинная хроматография с красителем и лигандом, хроматография с био-взаимодействием

Введение

Аффинная разделительная хроматография является важным методом разделения разделение или анализ конкретных целевых соединений в образцах или для изучения биологических взаимодействий.Этот метод представляет собой тип жидкостной хроматографии, в котором используется селективное и обратимое связывание, которое присутствует во многих биологических системах, например связывание антитела с антигеном или связывание фермента с субстратом. Аффинная хроматография использует эти взаимодействия, помещая одного из партнеров связывания в колонку в качестве стационарной фазы и применяя к этой колонке комплементарного партнера или целевого аналита [1–4].

Колонки Affinity можно использовать отдельно или в сочетании с другими методами для селективной изоляции или анализа мишени [1–4].Кроме того, можно проводить эксперименты для получения информации о стехиометрии, термодинамике и кинетике взаимодействия, которое происходит между мишенью и иммобилизованным связывающим агентом [1, 3, 5–8]. Эти особенности по-прежнему делают аффинную хроматографию популярным методом и областью постоянных исследований в областях, которые варьируются от выделения белков, ферментов и антител до биохимических и медицинских исследований, молекулярной биологии, фармацевтических или клинических испытаний, биотехнологии, анализа окружающей среды и биофизических измерений. [1–8].

Из-за избирательного связывания аффинных колонок неудивительно, что во все большем числе приложений эти колонки используются в биохимических разделениях и аналитической химии. Эта работа может быть выполнена с использованием связывающих агентов, которые были помещены на подложки с низкой производительностью, или с помощью подложек, предназначенных для ВЭЖХ [1–19]. Хотя в большинстве прошлых отчетов по аффинной хроматографии использовались носители на основе частиц [3, 4, 8, 19], наблюдается возрастающий интерес к проведению разделения на основе аффинности с монолитными носителями.Эта комбинация привела к методу, называемому аффинной монолитной хроматографией (AMC) [10, 13–15].

Первые разработки AMC и приложений в этой области до 2007–2008 гг. Обсуждались в предыдущих обзорах [10, 15]. В связанных статьях рассматривается использование AMC с монолитами на основе углеводов [14] или в конкретной области биоаффинной хроматографии [13]. Настоящий обзор будет основан на этих предыдущих отчетах, сосредоточив внимание на последних разработках и приложениях всех методов AMC, с особым упором на отчеты, появившиеся за последние пять лет (т.э., 2008 г. по настоящее время). Чтобы помочь в понимании приложений или разработок этого метода и возможных будущих направлений в этой области, основные принципы AMC также будут обсуждены вместе с типами носителей и связывающих агентов, которые недавно использовались с этим подходом для химических и биохимический анализ.

Принципы аффинной хроматографии

Чтобы полностью понять AMC, необходимо сначала рассмотреть основные принципы аффинной хроматографии.иллюстрирует формат нанесения образца и элюирования, который наиболее часто используется в аффинной хроматографии и AMC. Этот подход, часто называемый режимом аффинной хроматографии «включение / выключение», включает использование двух подвижных фаз (т.е. буфера для нанесения и буфера для элюции) для связывания и отделения целевого аналита от других компонентов в образце. В этом методе образец, содержащий целевой аналит, вводится в колонку и иммобилизованный связывающий агент в присутствии буфера для нанесения, который имеет соответствующий pH и ионную силу, чтобы способствовать связыванию между колонкой и мишенью [3, 20].Во время этого этапа нанесения мишень будет связываться с иммобилизованным связывающим агентом и колонкой, в то время как другие компоненты образца будут вымываться в виде не удерживаемого пика. После элюирования неуставленных компонентов из аффинной колонки для высвобождения мишени используется вторая подвижная фаза, известная как «буфер для элюирования». Этот буфер для элюции может иметь другой pH или ионную силу, чем буфер для нанесения, или может содержать конкурирующий агент, который вызывает нарушение связывания между сохраненной мишенью и иммобилизованным связывающим агентом.По мере элюирования мишень может быть собрана для дальнейшего использования или, при использовании как часть системы ВЭЖХ, пропущена через интерактивный детектор для анализа. После удаления цели столбец может быть восстановлен путем повторного применения исходного буфера приложения перед следующим применением цели и образца [3, 20].

Типичная схема включения / выключения элюирования, используемая в аффинной хроматографии.

Схема элюирования вкл / выкл, показанная на, часто используется в ситуации, когда есть сильные и высокоселективные взаимодействия между мишенью и иммобилизованным связывающим агентом.Например, этот режим аффинной хроматографии обычно используется в тех случаях, когда иммобилизованный связывающий агент представляет собой антитело, а цель — его антиген, система, для которой константа равновесия ассоциации часто превышает 10 ⁶ M ^-1 ниже физиологические условия [20]. Для сильных взаимодействий в такой системе требуется буфер для элюирования, который позже может быть пропущен через колонку, чтобы нарушить взаимодействия между мишенью и связывающим агентом и элюировать оставшуюся мишень из колонки.Как упоминалось ранее, это может включать общее изменение подвижной фазы (например, изменение pH, ионной силы, полярности или температуры), что дает метод, известный как «неспецифическое элюирование». Альтернативно, буфер для элюции может содержать добавку, которая конкурирует с мишенью или иммобилизованным связывающим агентом за их сайты взаимодействия, что дает подход, называемый «биоспецифическая элюция» [3, 20]. Также возможно с системами, которые имеют более слабое связывание, иногда проводить аффинную хроматографию с использованием изократических условий.Этот подход, называемый «слабой аффинной хроматографией», использует ту же подвижную фазу для элюирования, что и при нанесении мишени [20–23]. Изократические условия могут быть использованы, если мишень связывается с иммобилизованным агентом со сродством от умеренного до слабого, как это происходит для взаимодействия, которое имеет константу равновесия ассоциации, которая меньше или равна приблизительно 10 ⁶ M ^-1 [ 20].

Еще одним важным фактором, который следует учитывать при любом применении аффинной хроматографии, является тип используемого хроматографического слоя.Хотя в этом обзоре основное внимание будет уделено монолитным подложкам, для сравнения полезно также рассмотреть другие материалы подложек, которые использовались в прошлом для аффинной хроматографии. Например, агароза и целлюлоза являются углеводными носителями, которые часто используются для препаративных применений этого метода или для использования аффинных колонок для предварительной обработки образцов [3, 18, 19]. Эти носители привлекательны для такой работы из-за их хорошей стабильности в широком диапазоне pH и низкого неспецифического связывания с биологическими молекулами.Кроме того, агароза имеет большой диаметр пор и полезна в приложениях, связанных с крупными биологическими соединениями [18, 19]. Некоторыми альтернативами носителям на основе углеводов являются модифицированные частицы кремнезема [4, 8, 19], которые были основными материалами, используемыми в аффинных колонках на основе ВЭЖХ до недавней разработки монолитных носителей для аффинного разделения [10, 13–15]. , 19]. Интересующий связующий агент обычно ковалентно прикрепляется к подложке с помощью различных методов связывания (например,g., методы на основе аминов или сульфгидрила) [10, 15, 18]). Альтернативно, связывающий агент может быть связан с носителем через вторичный связывающий агент (например, биоспецифическая адсорбция антител на носителях, которые содержат связывающие антитело белки, такие как белок A или белок G) [16, 18].

Иммобилизованный связывающий агент или «аффинный лиганд» является еще одним важным фактором, который следует учитывать при выполнении любого метода аффинной хроматографии. Большинство лигандов, используемых в аффинной хроматографии и AMC, получают из биологического источника, как и в случае антител, ферментов, транспортных белков и лектинов [1–5, 16, 18].Однако аффинная хроматография может также использовать синтетические лиганды, такие как хелаты ионов металлов и биомиметические красители [24–28]. Тип используемого лиганда часто используется для разделения аффинной хроматографии на несколько подкатегорий. Примерами этих подкатегорий являются биоаффинная хроматография, иммуноаффинная хроматография (IAC) и аффинная хроматография с иммобилизованными ионами металлов (IMAC). Использование AMC в каждой из этих областей будет рассмотрено позже в этом обзоре.

Преимущества аффинных монолитов

Есть несколько причин, по которым комбинация монолитных носителей с аффинной хроматографией вызывает интерес в последнее время [9–15, 19].Монолиты, которые используются в этих приложениях, состоят из опор непрерывного слоя, которые при правильной подготовке могут демонстрировать более высокую внешнюю пористость, чем носители на основе частиц, что позволяет монолитам проявлять повышенную проницаемость и более низкое противодавление в хроматографических системах [19, 29–31 ]. Это различие проиллюстрировано тем, что аффинные колонки на основе как органических монолитов, так и монолитов диоксида кремния показали значительно более низкое противодавление при заданном потоке по сравнению с аффинными колонками, которые были приготовлены с использованием частиц диоксида кремния для ВЭЖХ [32].Эта особенность может быть важна в работе, где желательны высокие скорости потока и короткое время анализа, например, при высокопроизводительном скрининге лекарств или быстрых анализах связывания на основе аффинности [9, 10, 13, 15, 19].

Сравнение (а) противодавления аффинных колонок, содержащих альфа- ₁ -кислотный гликопротеин (AGP), который был иммобилизован до размера пор 300 Å, 7 мкм частиц кремнезема для ВЭЖХ, монолита кремнезема или монолита GMA / EDMA ; (b) сравнение эффективности, представленной общей высотой тарелки (H _всего ), для колонок на основе тех же частиц диоксида кремния и монолитов диоксида кремния, которые использовались в (а).Все эти колонки были приготовлены с использованием одного и того же типа AGP, одного и того же общего типа метода иммобилизации и одинаковых условий нанесения образца и элюирования. Результаты в (а) относятся к инъекциям S -варфарина. Данные в (b) были скорректированы для представления противодавления, которое можно было бы ожидать для внутреннего диаметра 10 см × 4,6 мм. столбец. (По материалам Mallik R, Xuan H, Hage DS (2007) J Chromatogr A 1149: 294–304. С разрешения.)

Монолиты также доступны в нескольких форматах, в том числе на основе органических полимеров и монолитов кремнезема или агарозы, в том числе другие [10, 13, 15, 19, 29, 30] (Примечание: см. ссылки.Подробнее о структуре и морфологии пор таких материалов [14, 19, 29–36]). Эти монолитные подложки обычно содержат относительно большие сквозные поры, которые позволяют подвижной фазе легко проходить через подложку. Также присутствуют более мелкие боковые поры, которые обеспечивают большую часть площади поверхности для размещения неподвижной фазы на носителе, а также обеспечивают хорошие свойства массопереноса, которые позволяют аналиту быстро достигать этой неподвижной фазы для удерживания [19, 33]. Как показано на рисунке, аффинный монолит может обеспечить меньшую высоту пластины и более высокую эффективность, чем традиционные носители из твердых частиц для ВЭЖХ [32], особенно при использовании при высоких линейных скоростях и скоростях потока [10, 11, 15, 30].Это снова приводит к поддержке, привлекательной для использования в высокопроизводительных методах разделения или быстрых методах анализа [10, 15].

Еще одно преимущество монолитов в том, что они могут быть изготовлены в различных форматах. Эти форматы включают столбцы, такие как используемые, а также диски, капилляры и микрочипы. В результате стало возможным использовать аффинные монолиты как в традиционных системах ВЭЖХ, в методах, сочетающих аффинные колонки с другими методами (например, масс-спектрометрия), так и в микроаналитических системах [9, 10, 13, 15].Монолиты также комбинируются с множеством аффинных лигандов, что позволяет использовать полученные в результате носители во многих типах биохимических разделений [9-15, 19, 29]. Примеры конкретных приложений, которые использовали эти функции поддержки монолита в AMC, будут рассмотрены в следующих разделах.

Аффинные монолиты на органической основе

Существует множество полимеров на органической основе, которые использовались в монолитах для жидкофазного разделения (например, см. Обзоры в Refs.[33–35]). Однако лишь некоторые из них были использованы в AMC, и большая часть работ с аффинными монолитами на органической основе была проведена с использованием сополимеров глицидилметакрилата (GMA) и диметакрилата этиленгликоля (EDMA) [9–11, 13 , 15, 29–31, 37]. Существует несколько причин популярности монолитов GMA / EDMA для использования с аффинными лигандами. Во-первых, монолиты GMA / EDMA коммерчески доступны [9, 10, 13, 15]. Во-вторых, эти материалы относительно легко приготовить в гидрофильной форме (например,g., после преобразования эпоксидных групп на GMA в форму диола), что обеспечивает низкое неспецифическое связывание для большинства биологических агентов [9, 10]. В-третьих, существуют различные способы модификации этого типа монолита, чтобы сделать его пригодным для присоединения лиганда. В-четвертых, эти монолиты могут быть получены с различными размерами пор, формами и площадями поверхности. Все эти функции привели к созданию поддержки AMC, в которой GMA / EDMA использовался с многочисленными связующими агентами и форматами разделения [10, 13, 15].

Растворители, которые используются для образования пор (или действуют как «порогены») при получении монолитов GMA / EDMA, обычно представляют собой циклогексанол и 1-додеканол. Монолиты GMA / EDMA и родственные носители часто получают термически инициированной свободнорадикальной полимеризацией [10, 13, 15]. Однако были также случаи, когда фотоинициация оказалась успешной для полимеризации органических монолитов в капиллярах и в каналах микрочипа [38]. Общая процедура подготовки монолита GMA / EDMA для использования в AMC показана на.Полимеризационная смесь сначала смешивается, а затем вводится в желаемую оболочку (т.е. капилляр, диск, чип или колонку). Затем этой смеси дают возможность прореагировать в течение заданного времени в присутствии термического инициатора или фотоинициатора. После того, как монолит сформирован, его промывают для удаления любых оставшихся реагентов или растворимых побочных продуктов и порогенных растворителей. Затем через монолит могут быть пропущены другие реагенты, чтобы активировать носитель и иммобилизовать связывающий агент в этом материале [10, 15].

Типовая схема термического приготовления монолита GMA / EDMA. (Из Маллик Р., Цзян Т., Хаге Д.С. (2004) Anal Chem 76: 7013–7022. С разрешения. Авторское право Американского химического общества, 2005 г.)

Сообщалось о многих схемах иммобилизации аффинных лигандов на монолиты [10, 13, 15]. Некоторые общие схемы иммобилизации, которые использовались для аминосодержащих лигандов, проиллюстрированы на, причем каждая схема начинается с начальной эпоксидной формы монолита GMA / EDMA.Одним из преимуществ использования монолитов GMA / EDMA в AMC является то, что эпоксидные группы, предоставляемые GMA, могут быть непосредственно использованы для иммобилизации различных связывающих агентов (например, белков или других аминосодержащих лигандов). Этот подход, известный как «эпоксидный метод», относительно прост и быстр в применении [9, 10, 39, 40]. Однако эпоксидные группы подвержены гидролизу, что может привести к меньшему количеству иммобилизованного лиганда, чем другие доступные методы связывания аминов [9]. Все другие методы, показанные во всех случаях, включают преобразование эпоксидных групп в другую активированную форму для присоединения лиганда.Примеры этих других подходов включают метод основания Шиффа (который использует активированную альдегидом форму носителя), а также методы карбонилдиимидазола (CDI) и дисукцинимидилкарбоната (DSC) [9–11, 13, 15]. В этой группе методов было обнаружено, что метод основания Шиффа дает самую высокую относительную активность для белков, таких как HSA, за ним следуют методы DSC, CDI и эпоксидной смолы [11]. Кроме того, активированная гидразидом поверхность и мягкие условия окисления были использованы для сайт-прямого связывания антител через их углеводные цепи с монолитами GMA / EDMA [9].

Примеры методов ковалентной иммобилизации, которые использовались для прикрепления белков и других аминосодержащих агентов к монолитам GMA / EDMA: (a) эпоксидный метод, (b) метод основания Шиффа, (c) метод карбонилдиимидазола (CDI) и (d) метод дисукцинимидилкарбоната (DSC).

Связывающий агент часто иммобилизуют в активированном монолите GMA / EDMA, пропуская через эту подложку раствор связывающего агента в соответствующем буфере [10, 15]. Конечное количество иммобилизованного связывающего агента можно регулировать, варьируя концентрацию нанесенного лиганда, метод иммобилизации или состав буфера и pH [9, 10].Также возможно изменить относительные количества порогенных растворителей, которые используются для создания монолита. Было обнаружено, что этот последний подход оказывает значительное влияние на размер пор и доступную площадь поверхности, которая доступна для иммобилизации в монолитах GMA / EDMA. В качестве примера было показано, что изменение соотношения додеканол-циклогексанол, которое используется в смеси для полимеризации, может иметь большое влияние на количество антител, которые впоследствии могут быть присоединены к монолитам GMA / EDMA для использования в иммуноэкстракции [ 9].

Лиганды, иммобилизованные на монолиты GMA / EDMA, включали антитела, связывающие антитела белки (например, белок A или белок G), лектины, авидин, L-гистидин, трипсин, пептиды и альбумины сыворотки [9–1, 13 –15, 41–44]. Недавний пример включал иммобилизацию трипсина на эпоксидном монолите с целью создания ферментного реактора для анализа белков [43]. В другом отчете использовался монолит GMA / EDMA, который содержал иммобилизованный мономерный авидин для связывания с агентами, меченными биотином.Этот монолит использовался в сочетании с времяпролетной масс-спектрометрией с лазерной десорбцией / ионизацией с использованием матрицы для обогащения и анализа биотинилированных белков и пептидов [44]. Одним из недостатков использования монолитов GMA / EDMA является то, что они имеют тенденцию иметь меньшую площадь поверхности по сравнению с обычными носителями из твердых частиц или монолитами из диоксида кремния; это различие, в свою очередь, может ограничивать количество лиганда, которое может быть иммобилизовано на этих носителях [10, 13].

Несмотря на популярность монолитов GMA / EDMA в AMC, есть несколько отчетов, в которых рассматривались и использовались другие органические полимеры для этой цели.Например, в одном исследовании использовался глицерилметакрилат (GMM) вместо GMA в качестве сополимера с EDMA для иммобилизации лектинов [45]. Альтернативным сшивающим агентом для EDMA, который использовался с GMA, является триметилолпропантриметакрилат (TRIM) [13, 46], который недавно был использован для создания монолитов GMA / TRIM, содержащих человеческий сывороточный альбумин (HSA) в качестве хирального стационарная фаза [47]. Сополимеры на основе GMA и дивинилбензола (DVB) были использованы для создания ферментных реакторов с иммобилизованным трипсином [48] и с иммобилизованными хелатирующими агентами плюс Cu ²⁺ [49] или Fe ³⁺ [50] в IMAC. .Кроме того, монолиты на основе DVB [51] или EDMA [52] использовались для захвата наночастиц оксидов металлов с целью захвата фосфопептидов. Использование сополимеров 2-гидроксиэтилметакрилата (HEMA), пиперазина. диакриламид (PDA) и (+) — N, N -диаллилтартардиамид (DATD) также были исследованы в качестве альтернативы монолитам GMA / EDMA в AMC [13, 53, 54].

Аффинные монолиты на неорганической основе

Монолиты, состоящие из неорганических полимеров, таких как кремнезем (см.) [55–57], также рассматривались для использования в AMC [10, 13, 15].Монолиты кремнезема были представлены для ВЭЖХ Танакой и его сотрудниками в 1996 г. [56]. Монолиты кремнезема получают золь-гель методом и обычно используют исходный золь, состоящий из тетраметоксисилана (TMOS) и полиэтиленоксида (PEO) в воде. ПЭО в воде подвергается гидролизу и поликонденсации, во время которых происходит разделение фаз и гелеобразование, в результате чего образуются сквозные поры и более мелкие боковые поры. После старения полученный монолит кремнезема сушат и нагревают. Эта окончательная форма позже заключена в облицовочный материал для производства последней колонны [57].

Пример монолита кремнезема. (Из Vervoort N, Saito H, Nakanishi K, Desmet G (2005) Anal Chem 77: 3986–3992. С разрешения. Авторское право 2005 Американское химическое общество)

Было несколько примеров использования монолитов кремнезема в AMC. В двух сообщениях использовался HSA и альфа- ₁ -кислотный гликопротеин (AGP), которые были связаны с монолитами кремнезема для использования в хиральных разделениях [32, 58]. Другими связующими агентами, которые использовались в сочетании с монолитами кремнезема, являются ферменты, иминодиуксусная кислота (для использования в хелатировании металионов), трипсин и 3- (2-аминоэтиламино) пропильные лиганды [59–62].В другом недавнем примере использовались монолиты диоксида кремния, содержащие иммобилизованные сывороточные транспортные белки, для оценки констант скорости диссоциации различных лекарств из этих связывающих агентов [63].

Использование кремнеземных монолитов для AMC дает несколько преимуществ. Эти преимущества снова включают хорошие свойства массопереноса и низкое противодавление этих материалов по сравнению с твердосплавными носителями [57]. Кроме того, коммерчески доступные монолиты кремнезема можно модифицировать для использования в AMC [32, 58].Другое важное преимущество проистекает из того факта, что монолиты кремнезема имеют такую ​​же химию поверхности, что и частицы кремнезема, поэтому с этими двумя типами носителей можно использовать аналогичные методы и условия иммобилизации [10, 15]. Монолиты кремнезема также страдают теми же ограничениями, что и частицы кремнезема, такими как их ограниченная стабильность pH [10, 19]. Однако разная структура пор и морфология монолитов кремнезема по сравнению с носителями из GMA / EDMA имеет тенденцию давать монолитам из кремнезема более высокие доступные площади поверхности для иммобилизации белка, что позволяет увеличить количество белка, который может быть прикреплен к таким материалам [10, 32 , 58].

Методы иммобилизации, которые используются с монолитами диоксида кремния, часто могут основываться на методах, адаптированных для частиц диоксида кремния, и включать процедуры, подобные многим из тех, которые показаны для монолитов GMA / EDMA. Этот список включает эпоксидный метод и метод основания Шиффа [10], а также использование гидразид-активированного диоксида кремния и мягких условий окисления для иммобилизации углеводсодержащих агентов, таких как AGP [32]. Другой вариант, который иногда можно использовать с небольшими монолитами кремнезема (например,g., заполненные капилляры) должен включать аффинный лиганд в реакционную смесь во время золь-гель процесса. Этот подход приводит к инкапсулированию лиганда в носителе, но может привести к некоторой денатурации лиганда из-за побочных спиртовых продуктов, которые высвобождаются в процессе полимеризации [13]. Однако для золь-гель метода также проводилась работа с совместимым с белками силаном, который может избежать выделения этих побочных продуктов и минимизировать такую ​​денатурацию [64].

Другие типы монолитов для AMC

Агароза долгое время была популярной опорой в аффинной хроматографии [1, 2, 18], поэтому неудивительно, что были проведены исследования по изготовлению монолитных носителей из агарозы [14, 19] .Агароза — это полисахарид, содержащий повторяющиеся звенья D-галактозы и 3,6-ангидро-L-галактозы. Этот материал является гидрофильным по природе и имеет низкое неспецифическое связывание с большинством белков и биологических лигандов. Агароза также обладает хорошей химической стабильностью в широком диапазоне pH. Основным ограничением носителей на основе агарозы является их отсутствие высокой механической стабильности, что ограничивает их использование в ВЭЖХ, если не используется некоторое сшивание носителя [19]. Преимущество использования агарозы в монолитах состоит в том, что эти носители довольно легко приготовить различных форм и размеров [14, 19].

Подготовка монолитов агарозы происходит в несколько этапов. Первый шаг включает растворение агарозы в воде и нагревание раствора до 90–100 ° C. Затем раствор агарозы смешивают с органическим растворителем, не смешивающимся с водой. Эту смесь встряхивают до образования эмульсии и выливают в форму, такую ​​как колонна. Монолиту дают остыть и принимать форму формы. Конечным результатом является монолит, который представляет собой сплошную единицу и содержит сквозные поры [14].

Одно применение монолитов агарозы включало использование иммобилизованного производного NAD ⁺ для очистки бычьей лактатдегидрогеназы (см.) [30].Во второй статье использовался агарозный монолит с иммобилизованными антителами к β-галактозидазе, который затем использовался для удержания внутриклеточной β-галактозидазы из образцов E. coli [65]. Связанные применения включают использование монолитов агарозы в биосенсорах на основе иммобилизованной лактазы, глюкозооксидазы или ацетилхолинэстеразы, а также иммобилизацию антител в монолитах агарозы для улавливания определенных целевых аналитов [14].

Очистка лактатдегидрогеназы с использованием 6.0 см × 16 мм I.D. монолит агарозы, содержащий иммобилизованный NAD ⁺ . Эти результаты были получены при нанесении образца объемом 50 мл на колонку со скоростью 60 см / ч. Наносили образец и промывали колонку с использованием буфера с pH 7, в то время как оставшуюся мишень элюировали с использованием аналогичного буфера с добавлением 1 мМ NADH в качестве конкурирующего агента. (Из Gustavsson PE, Larsson PO (1999) J Chromatogr A 832: 29–39. С разрешения.)

Криогели — еще одна группа монолитов, которые использовались в AMC [10, 15, 66–72].Эти подложки могут иметь хорошую химическую и физическую стабильность и, как сообщается, являются рентабельными в использовании [66]. Криогели представляют собой гелевые матрицы, которые образуются в присутствии умеренно замороженных растворов мономерных или полимерных предшественников. Эти условия могут обеспечить взаимосвязанные макропоры, которые обеспечивают относительно быструю диффузию при прохождении аналитов через этот тип материала. Монолиты криогелей могут быть приготовлены в виде колонок или мембран [10]. Как и другие типы монолитов, криогели часто позволяют использовать высокие скорости потока, что позволяет пропускать большие объемы образцов за короткое время [66, 67].Одним из возможных ограничений криогеля является его относительно низкая площадь поверхности, которая может ограничивать количество связывающего агента, который может быть иммобилизован на этой подложке для AMC [30].

Монолиты криогелей использовались для разделения плазмид, белков и даже клеток [67]. Антитела, конканавалин А, красители и хелаты с ионами металлов были связаны с монолитами криогелей и использовались в таких приложениях, как очистка и истощение белков и ферментов из образцов [66, 68–71]. Например, криогель, состоящий из HEMA и содержащий иммобилизованный краситель Cibacron Blue F3GA, был использован для очистки интерферона человека (см.) [66].В другом сообщении использовался аналогичный криогель для удаления альбумина из сыворотки крови человека [72].

Компоненты, используемые для приготовления криогеля, состоящего из 2-гидроксиэтилметакрилата (HEMA) и содержащего иммобилизованный краситель Cibacron Blue F3GA (заимствовано у Dogan A, Ozkara S, Sari MM, Uzun L, Denizli A (2012) J Chromatogr B 893– 894: 69–76. С разрешения.)

Монолиты в биоаффинной хроматографии

Биоаффинная хроматография — это тип аффинной хроматографии, в которой в качестве стационарной фазы используется биологически связанный лиганд [16].Некоторыми примерами связывающих агентов, которые могут использоваться в этом методе, являются иммуноглобулин-связывающие белки, ферменты и лектины (примечание: антитела и сывороточные белки, две другие группы биологически связанных связывающих агентов, будут обсуждаться отдельно в следующих разделах) [10 , 13]. Два связывающих агента из этой группы, которые использовались в AMC, — это белок A и белок G [12, 41, 73]. Эти белки используются для связывания иммуноглобулинов и антител. Белок А и белок G обнаруживаются на поверхности определенных бактериальных клеток и связываются с областью антител F _c .Белок А продуцируется золотистым стафилококком , а белок G продуцируется бактериями Streptococci [16, 18]. Имеется ряд примеров, в которых протеин A и протеин G использовались в аффинных монолитах [13, 15]. Белок А был иммобилизован на монолите GMA / EDMA для очистки антител класса IgG [42] и использовался для связывания IgG из микролитровых образцов сыворотки крови человека [12]. Кроме того, монолит GMA / EDMA был модифицирован протеином G и использован в сочетании с анионообменным монолитным диском для быстрого анализа IgG, трансферрина и инсулина в культурах клеток [74].

Ферменты — еще один класс связывающих агентов, которые можно использовать в AMC, а также в связанных приложениях, таких как ферментные реакторы и биосенсоры на основе ферментов [14, 43, 75–79]. Например, дигидрофолатредуктаза была помещена в аффинный монолит для скрининга потенциальных ингибиторов этого фермента [15]. Особый интерес представляет использование аффинных монолитов для ферментных реакторов [13, 15]. Это связано с тем, что хорошие массообменные свойства, низкое противодавление и разумная площадь поверхности этих материалов позволили получить высокую эффективность переваривания и хорошие выходы иммобилизации для ферментов [13].Два недавних примера включают использование монолитов кремнезема, содержащих иммобилизованный трипсин, для переваривания белков [76, 77]. Этот тип биореактора был соединен в режиме онлайн с тандемной масс-спектрометрией жидкостной хроматографии и электрораспылительной ионизации для анализа и идентификации белков [76, 77]. В другом отчете использовался трипсин, иммобилизованный в монолите на основе GMA / DVB и помещенный в наконечники пипеток. Эти носители затем использовались для триптического расщепления белков с помощью микроволн в течение всего нескольких минут [48].В других сообщениях трипсин использовался с монолитами GMA / EDMA [43] и различными ферментами в монолитах на основе агарозы [14].

Лектины также использовались в качестве связывающих агентов в биоаффинной хроматографии [16, 18]. Лектины — это белки неферментативной и неиммунной системы, которые могут распознавать и связывать углеводные остатки. Типичные применения лектинов в AMC включают их использование для выделения биологических молекул, таких как гликопротеины и гликолипиды. Конканавалин A (Con A) и агглютинин зародышей пшеницы (WGA) — два лектина, которые обычно используются в исследованиях этого типа [13, 15].В недавнем примере использовали Con A, WGA и Ricinus communis агглютинин-I (RCA-I), иммобилизованный на трех тандемных монолитах, полученных из сополимеров GMM и EDMA; Эти монолиты лектина GMM / EDMA затем были использованы для захвата гликопротеомики из образцов, представляющих рак груди и здоровую человеческую сыворотку (см.) [45]. В другом примере использовался агглютинин Pisum sativum (PSA), который был иммобилизован на монолите GMA / EDMA для разделения нескольких гликопротеинов (например, овальбумина индейки, овальбумина курицы и овомукоида) [13].

Система ВЭЖХ для улавливания и концентрирования гликопротеинов с использованием тандемных лектиновых колонок на монолитных подложках. (Из Selvaraju S, El Rassi Z (2012) J Sep Sci 35: 1785–1795. С разрешения.)

Монолиты в иммуноаффинной хроматографии (IAC)

Аффинные колонки, в которых используются иммобилизованные антитела или родственные агенты, производят особый тип биоаффинной хроматографии, известной как иммуноаффинная хроматография (ИАХ) [17, 80]. Многие методы IAC были разработаны в прошлом для выделения и очистки гормонов, ферментов, пептидов, вирусов и других биологически значимых веществ [17, 80–86].Иммуноэкстракция — это особый вид иммуноаффинной хроматографии, в котором аффинная колонка используется для выделения соединений из образца перед анализом вторым методом [17, 80].

Иммуноаффинные монолиты использовались для удержания аналитов, которые включали тестостерон, диурон, афлатоксин B1, бисфенол A, миоглобин и N -концевой пронатрийуретический пептид [13, 15]. Один конкретный пример иммуноэкстракции включал иммобилизацию антител класса IgG с помощью различных методов на монолиты GMA / EDMA.Затем были использованы окончательные оптимизированные условия для подготовки дисков GMA / EDMA для использования в сверхбыстрой иммуноэкстракции небольших растворенных веществ всего за 100 мс [9]. Во втором недавнем заявлении использовался монолит GMA / EDMA и дополнительные монолиты на основе полимера для иммобилизации антител к гаптоглобину и других антител с целью получения гидрофильных монолитов, которые можно было бы использовать в качестве иммуносорбентов [87]. В другом сообщении для оптимизации и создания иммуносорбентов использовались монолиты GMA / EDMA и иммобилизованные поликлональные антитела против пероксидазы конского редиса (HRP) (см.) [88].Также было несколько других примеров, в которых антитела или аптамеры были иммобилизованы на монолитах GMA / EDMA для таких применений, как экстракция белков [10, 13, 15, 89, 90].

Связывание и элюирование пероксидазы хрена (HRP) при использовании монолита против HRP в небольшой колонке на основе пипетки. F1 – F5 представляют собой фракции удерживаемой HRP, которые были элюированы из монолита при нанесении на колонку последовательных аликвот 150 мкл метанола. Гелевые результаты были получены с помощью SDSPAGE без использования восстанавливающего агента.(Из Faye C, Chamieh J, Moreu T., Granier F, Favre K, Dugas V, Demesmay C (2012) Anal Biochem 420: 147–154. С разрешения.)

Монолиты в аффинной хроматографии с иммобилизованными ионами металлов (IMAC)

IMAC — это тип аффинной хроматографии, который использует специфические взаимодействия, которые могут происходить между иммобилизованными ионами металлов и мишенями, такими как аминокислоты, пептиды, белки или нуклеиновые кислоты [25]. Иммобилизованные ионы металлов часто состоят, среди прочего, из ионов Co ²⁺ , Zn ²⁺ или Ni ²⁺ .Хелатирующие агенты, которые использовались для иммобилизации ионов металлов в колонках для традиционных IMAC, — это иминодиуксусная кислота (IDA), нитрилотриацетат, карбоксиметилированная аспарагиновая кислота и трис (карбоксиметил) этилендиамин [15, 25]. Из них наиболее распространенным хелатирующим агентом, который использовался в сочетании с монолитами, является IDA. Аминокислотные остатки белков и пептидов, которые способны связываться с иммобилизованными ионами металлов, обычно представляют собой остатки, такие как гистидин, триптофан и цистеин, хотя могут быть задействованы и другие типы аминокислот или модифицированные остатки [25].

В IMAC использовалось несколько типов монолитов, от монолитов из диоксида кремния до носителей на основе полиметакрилата и криогелей [49, 50, 60, 91, 92]. В одном из предыдущих приложений использовалась капиллярная колонка из монолита кремнезема, функционализированная IDA и Fe ³⁺ . Эта капиллярная колонка использовалась для захвата фосфопептидов из образцов α-казеина [60]. В другом заявлении использовались монолиты криогеля и метиловый эфир метакрилоил- (L) -гистидина N в качестве хелатирующего агента для ионов Cu ²⁺ .Этот монолит использовали для быстрой очистки цитохрома С из гомогената печени крысы [93]. Отдельный отчет включал коммерческий GMA / EDMA диск, который был соединен с IDA-Cu ²⁺ для использования в очистке плазмидной ДНК [94].

В ряде недавних статей исследуется интересная разновидность IMAC, известная как аффинная хроматография с оксидом металла (MOAC), в которой частицы оксида металла используются в качестве лигандов для выделения металлсвязывающих аналитов (например, мишеней, содержащих фосфатные группы) [ 95].В одном из таких отчетов микрочастицы и наночастицы диоксида титана и диоксида циркония были помещены в высокопористые монолиты поли (дивинилбензола) и протестированы для использования при выделении фосфопептидов, полученных при переваривании α-казеина, β-казеина и фосфорилированной внеклеточной киназы 1. (ERK1) [51]. Частицы диоксида титана также были помещены в монолиты, приготовленные с помощью EDMA, и посредством фотополимеризации в эмульсии для выделения фосфопептидов из перевариваемых продуктов α-казеина и β-казеина [52].В другом отчете использовалось покрытие из частиц оксида железа на монолите GMA / EDMA, которое было модифицировано для содержания групп четвертичного амина, с полученным носителем, который затем использовался для извлечения фосфопептидов из перевариваемых α-казеина и β-казеина в качестве модельных систем [96] .

Монолиты в аффинной хроматографии с красителем и лигандом

Аффинная хроматография с красителем и лигандом — это тип аффинной хроматографии, в котором в качестве иммобилизованного связывающего агента используется синтетический краситель. Использование красителей в качестве стационарной фазы для аффинной колонки дает несколько преимуществ, включая их хорошую стабильность, простоту приготовления, низкую стоимость и высокую связывающую способность [27].Часто эти связующие вещества основаны на триазиновых красителях, таких как Cibracron Blue 3GA. Было несколько сообщений, в которых эти красители использовались в сочетании с монолитными носителями, такими как монолиты на основе агарозы и криогеля [15, 97, 98]. В одной работе использовались сверхпористые слои агарозы, содержащие Cibracron Blue 3GA, для очистки лактатдегидрогеназы из неочищенного экстракта бычьего сердца [97]. В другом примере использовался Cibracron Blue 3GA, иммобилизованный на криогеле из поли (гидроксиэтилметакрилата), для быстрого удаления из сыворотки крови человека с высоким содержанием белков, таких как альбумин (см.) [72].

Монолиты в хроматографии биологического взаимодействия

Хроматография биологического взаимодействия — это особый вид аффинной хроматографии, в которой этот метод используется для изучения биологического взаимодействия [7, 8]. Один из методов, который можно использовать для этой цели, — это фронтальный анализ. При фронтальном анализе аналит непрерывно наносится на колонку, содержащую иммобилизованный связующий агент, до тех пор, пока не будет сформирована характерная кривая прорыва [8]. Если аналит и связывающий агент относительно быстро взаимодействуют в масштабе времени эксперимента, среднее положение этой кривой прорыва можно затем использовать для получения информации о константах равновесия ассоциации и способности связывания аналита на колонке [6, 8].В одном недавнем отчете сродство монолитов кремнезема оценивали с помощью фронтального анализа, чтобы изучить взаимодействия между лекарственным средством карбамазепином и белками HSA и AGP, чтобы помочь в развитии хиральных стационарных фаз на основе этих белков [32, 58]. В аналогичном исследовании использовались монолиты GMA / EDMA для изучения связывания напроксена с иммобилизованным бычьим сывороточным альбумином [99]. Фронтальный анализ был дополнительно использован с масс-спектрометрией в качестве метода для скрининга связывания библиотек малых молекул с иммобилизованными ферментами, как это было сделано с дигидрофолатредуктазой, содержащейся в золь-геле в капилляре из плавленого кремнезема [100].

Зональная элюция — это второй метод, который использовался в AMC для изучения связывания аналитов с иммобилизованными связывающими агентами [15]. Зональная элюция включает инъекцию небольшой пробки аналита в аффинную колонку, в то время как положение пика или форму пика исследуют при изменении экспериментальных условий [7, 8]. В предыдущих исследованиях измерения зональной элюции использовали для сравнения относительной связывающей активности монолитов GMA / EDMA, содержащих HSA, иммобилизованный несколькими различными методами [11].Тот же подход был использован для изучения связывания нескольких энантиомеров лекарственных средств с монолитами кремнезема, которые содержат HSA или AGP, и для сравнения поведения этих колонок с твердыми носителями или монолитами GMA / EDMA, которые содержат те же связывающие агенты [32, 58]. Монолиты кремнезема длиной 1-3 мм были созданы и протестированы для использования в высокопроизводительном скрининге на удержание и уширение полосы лекарств на иммобилизованных носителях HSA [101]. Подобные микроколонки из монолита кремнезема, содержащие иммобилизованный HSA, использовались в модифицированном формате зональной элюции для быстрого определения скорости диссоциации белка для таких лекарственных препаратов, как варфарин, диазепам и имипрамин (см.) [102].

Использование монолитов кремнезема в небольших колонках, содержащих иммобилизованный HSA или инертный контрольный носитель, для оценки скорости диссоциации варфарина от HSA. Результаты на (а) показывают хроматограммы, которые были получены для инъекций 100 мкл рацемического варфарина со скоростью 4 мл / мин на внутренний диаметр 1 мм × 4,6 мм. монолиты. Данные на (b) показывают натуральные логарифмы тех же хроматограмм, при этом наклон задней кромки пика на колонке с HSA используется для оценки константы скорости диссоциации варфарина из этого белка.(Из Yoo MJ, Hage DS (2011) J Chromatogr A 1218: 2072–2078. С разрешения.)

Монолиты в хиральных разделениях

Другой группой приложений, которые включают аффинную хроматографию, являются хиральные разделения. Примерами некоторых хиральных стационарных фаз являются те, которые основаны на транспортных белках сыворотки, таких как HSA и AGP [7, 15]. Оба эти белка по своей природе хиральны, но HSA имеет тенденцию связывать анионные и нейтральные соединения, в то время как AGP обычно связывается с катионными частицами [15].В одном из отчетов монолит GMA / EDMA был приготовлен с помощью реакции термической полимеризации с последующей иммобилизацией HSA с помощью эпоксидной смолы, основания Шиффа, методов CDI и DSC. Было обнаружено, что метод основания Шиффа дает наибольшее количество иммобилизованного белка для такой колонки, что приводит к улучшенному удерживанию хиральных растворенных веществ, таких как R / S, -варфарин и D / L-триптофан [11]. В других исследованиях использовались монолиты кремнезема, содержащие AGP или HSA в качестве хиральных стационарных фаз. Монолит диоксида кремния, содержащий AGP, был использован для разделения R / S -варфарина и R / S -пропранолола (см.) [32], в то время как монолит диоксида кремния, содержащий HAS, был использован для разделения R / S -варфарина и D / L -триптофан [58].В этих двух последних случаях было также проведено сравнение между производительностью, наблюдаемой для этих колонок, и поведением эквивалентных колонок, которые содержали альтернативные опоры, такие как частицы кремнезема или монолиты GMA / EDMA [32, 58].

Типичное хиральное разделение, полученное для инъекций пропранолола R / S при нескольких скоростях потока на внутренний диаметр 10 см × 4,6 мм. монолит кремнезема, содержащий иммобилизованный АГП. Подвижная фаза имела pH 7,4, 0,067 М фосфатный буфер, содержащий 3% изопропанола. (Из Маллик Р., Сюань Х., Хаге Д.С. (2007) J Chromatogr A 1149: 294–304.С разрешения.)

Выводы и направления на будущее

В этом обзоре рассмотрены основные принципы и недавние применения AMC. Преимущества использования монолитов по сравнению с традиционными аффинными опорами включают в себя хорошую эффективность и низкое обратное давление таких материалов, а также их способность изготавливаться в различных форматах. Для изготовления колонн и опор AMC использовались самые разные материалы. Органические монолиты на основе GMA / EDMA особенно популярны в этом методе.Однако также используются монолиты диоксида кремния, монолиты агарозы и криогели. Эти опоры использовались в форматах, которые варьировались от традиционных колонок до дисков, микроколонок, капилляров и микрочипов [10, 13–15, 47, 101, 102].

Область будущего роста, которую ожидают от AMC, — это модификация и адаптация новых типов монолитов для работы с аффинными лигандами. Ожидается, что эта тенденция будет включать модификацию существующих альтернативных типов органических полимеров для обеспечения более широкого диапазона размеров пор, площадей поверхности и морфологии, которые могут быть использованы в этом методе.Ожидается, что потребность в подложках с высокой доступной площадью поверхности для иммобилизации лиганда и создания подходящей связывающей способности или свойств связывания будет расти по мере продолжения исследований по использованию AMC в миниатюрных аналитических системах [9, 10, 13, 15, 101, 102]. Ожидается, что создание композиционных материалов для AMC также будет представлять интерес, о чем свидетельствует недавняя работа, в которой органические монолиты объединяются с частицами оксидов металлов для выделения фосфопептидов [51, 52, 96].Возможное использование гибридов кремнезема и органических монолитных носителей, как сообщалось для других хроматографических методов [103, 104], является еще одной комбинацией, которая может создавать носители с уникальными свойствами для AMC.

Уже существует много типов связующих веществ, которые использовались с монолитными опорами в AMC. Эти связывающие агенты включают антитела, ферменты, белки, пептиды, лектины, иммобилизованные ионы металлов и красители. В результате появилось множество заявлений о применении AMC, основанных на таких методах, как биоаффинная хроматография, IAC или иммуноэкстракция, IMAC, аффинная хроматография с красителем и лигандом и хиральное разделение.Однако ожидается дальнейший рост в этой области, поскольку все еще существует множество типов связывающих агентов, которые еще не адаптированы для работы с аффинными монолитами. Например, количество сообщений об использовании AMC для аффинной хроматографии с красителем и лигандом все еще невелико, учитывая широкое использование и важность этого метода разделения с традиционными вспомогательными средствами для аффинности в областях очистки белков и ферментов для биохимии и биофармацевтических препаратов [27]. То же самое верно и в отношении использования AMC для хирального разделения, который является важным методом при использовании с более традиционными поддерживающими аффинность на основе ВЭЖХ для фармацевтического и клинического анализа [7, 15, 16].Другие связывающие агенты, которые могут предложить дополнительные области будущего роста AMC, включают имитаторы антител, такие как аптамеры или молекулярно-импринтированные полимеры (MIP) [13, 27, 105–107].

Поскольку в AMC используются альтернативные носители и аффинные лиганды, ожидается, что потребуется дополнительная работа по характеристике этих носителей и лучшему пониманию уникальных свойств и поведения, которые они могут предложить при разделении жидкой фазы. Такие разработки уже происходят в AMC, поскольку этот метод используется с аналитическими приборами микромасштаба [9, 10, 13, 15], гибридными материалами [51, 52, 96] и хроматографией с биовзаимодействием [10, 32, 58, 100–102]. ].Совместные усилия, которые, как ожидается, будут предприняты в этих будущих практических и теоретических разработках, должны помочь расширить использование AMC в областях, которые включают аналитическую химию, фармацевтический анализ, клинические испытания и исследования, а также биотехнологию, чтобы назвать несколько. Учитывая широкий спектр опор, форматов и связывающих агентов, которые уже можно использовать в AMC, ожидается, что использование этого метода будет продолжать расти в этих и других областях в ближайшие годы.

Благодарности

Эта работа была частично поддержана Национальными институтами здравоохранения в рамках гранта R01 GM044931, программой REU Национального научного фонда (NSF) и программой NSF / EPSCoR в рамках гранта EPS-1004094.

Ссылки

1. Hage DS, редактор. Справочник по аффинной хроматографии. 2-е изд. Бока-Ратон: CRC Press; 2006. [Google Scholar] 5. Шиль Дж. Э., Маллик Р., Соман С., Джозеф К. С., Хаге Д. С.. J Sep Sci. 2006; 29: 719–737. [PubMed] [Google Scholar] 7. Патель С., Вайнер И. В.. В: Справочник по аффинной хроматографии. 2-е изд. Хейдж Д.С., редактор. Бока-Ратон: CRC Press; 2006. Глава 21. [Google Scholar] 8. Шиль JE, Джозеф KS, Hage DS. В кн .: Успехи хроматографии. Н. Гринсберг Н., Грушка Э., ред. Vol.48. Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис; 2009. Глава 4. [Google Scholar] 12. Пан З., Цзоу Х, Мо В., Хуанг Х, Ву Р. Анал Чим Акта. 2002; 466: 141–150. [Google Scholar] 14. Густавссон П.Е., Ларссон П.О. J Chromatogr Lib. 2003. 67: 121–141. [Google Scholar] 15. Ю MJ, Hage DS. В кн .: Монолитная хроматография и ее современные приложения. Ван П, редактор. Сент-Олбанс: ILM; 2010. Глава 1. [Google Scholar] 16. Hage DS, Bian M, Burks R, Karle E, Ohnamacht C, Wa C. В: Справочник по аффинной хроматографии. 2-е изд. Хейдж Д.С., редактор.Бока-Ратон: CRC Press; 2006. Глава 5. [Google Scholar] 18. Хермансон ГТ, Маллиа АК, Смит П.К. Методы иммобилизации аффинных лигандов. Нью-Йорк: Academic Press; 1992. С. 137–279. [Google Scholar] 19. Густавссон П.Е., Ларссон П.О. В: Справочник по аффинной хроматографии. 2-е изд. Хейдж Д.С., редактор. Бока-Ратон: CRC Press; 2006. Глава 2. [Google Scholar] 20. Хаге Д.С., Сюань Х., Нельсон М.А. В: Справочник по аффинной хроматографии. 2-е изд. Хейдж Д.С., редактор. Бока-Ратон: CRC Press; 2006. Глава 4. [Google Scholar] 23.Hage DS. В кн .: Энциклопедия хроматографии. 3-е изд. Cazes J, редактор. Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис; 2010. С. 33–36. [Google Scholar] 24. Лю XC, Scouten W. В: Справочник по аффинной хроматографии. 2-е изд. Хейдж Д.С., редактор. Бока-Ратон: CRC Press; 2006. Глава 8. [Google Scholar] 25. Тодорова Д., Виджаялакшми М.А. В: Справочник по аффинной хроматографии. 2-е изд. Хейдж Д.С., редактор. Бока-Ратон: CRC Press; 2006. Гл. 10. [Google Scholar] 26. Block H, Maertens B, Spriestersbach A, Brinker N, Kubicek J, Fabis R, Labahn J, Schäfer F.Методы Энзимол. 2009; 463: 439–73. [PubMed] [Google Scholar] 27. Лабру NE, Mazitsos K, Clonis YD. В: Справочник по аффинной хроматографии. 2-е изд. Хейдж Д.С., редактор. Бока-Ратон: CRC Press; 2006. Глава 9. [Google Scholar] 33. Джандера П., Урбан Дж. В: Монолитная хроматография и ее современные приложения. Ван П, редактор. Сент-Олбанс: ILM; 2010. Глава 2. [Google Scholar] 34. Coufal P, Bosakova Z, Sirc J, Pacakova V, Stulik K. В: Монолитная хроматография и ее современные приложения. Ван П, редактор. Сент-Олбанс: ILM; 2010 г.Глава 4. [Google Scholar] 35. Грайдерер А., Кларк Лигон СК, младший, Хак С.В., Бонн Г.К. В кн .: Монолитная хроматография и ее современные приложения. Ван П, редактор. Сент-Олбанс: ILM; 2010. Глава 7. [Google Scholar] 36. Чжун Х., Ян К. В: Монолитная хроматография и ее современные приложения. Ван П, редактор. Сент-Олбанс: ILM; 2010. Глава 3. [Google Scholar] 38. Mao X, Luo Y, Dai Z, Wang K, Du Y, Lin B. Anal Chem. 2004. 76: 6941–6947. [PubMed] [Google Scholar] 40. Плантонова Г.А., Панкова Г.А., Ильина И.Ю., Власосв Г.П., Тенникова ТБ.J Chromatogr A. 1999; 852: 129–140. [PubMed] [Google Scholar] 41. Calleri E, Marrubini G, Brustotti G, Massolini G, Caccialanza G. J Pharm Biomed Anal. 2007; 44: 396–403. [PubMed] [Google Scholar] 42. Луо Кью, Цзоу Х., Чжан Кью, Сяо Х, Ни Дж. Биотех Биоенг. 2002. 80: 481–489. [PubMed] [Google Scholar] 43. Захарис К.К., Калайцантонакис Е.А., Подгорник А., Теодоридис Г. Дж. Хроматогр. А. 2007; 1144: 126–134. [PubMed] [Google Scholar] 47. Пфаунмиллер ЭЛ. Магистерская диссертация. Линкольн, NE: Университет Небраски; 2011. [Google Scholar] 48.Хан Х.В., Райнер М., Рингер Т, Хак С.В., Бонн Г.К. J Proteome Res. 2009. 8: 4225–4230. [PubMed] [Google Scholar] 49. Райнер М., Наджам-уль-Хак М., Бакри Р., Хак С.В., Бонн Г.К. J Proteome Res. 2007. 6: 382–386. [PubMed] [Google Scholar] 50. Aprilita NH, Huck CW, Бакри R, Fuerstein I, Stecher G, Morandell S, Huang HL, Statsyk T, Huber LA, Bonn GK. J Proteome Res. 2005; 4: 2312–2319. [PubMed] [Google Scholar] 51. Райнер М., Сондереггер Х., Бакри Р., Хак К. В., Моранделл С., Хубер Л. А., Гьердер Д. Т., Бонн Г. К.. Протеомика. 2008. 8: 4593–4602.[PubMed] [Google Scholar] 53. Тетала К.К.Р., Чен Б., Виссер Г.М., Маруска А., Корнысова О., Ван Бик Т.А., Судхолтер Э.Д. J Biochem Biophys Methods. 2007. 70: 63–69. [PubMed] [Google Scholar] 54. Тетала К.К.Р., Чен Б., Виссер GM, Ван Бик Т.А. J Sep Sci. 2007. 30: 2828–2835. [PubMed] [Google Scholar] 55. Vervoort N, Saito H, Nakanishi K, Desmet G. Anal Chem. 2005; 77: 3986–3992. [PubMed] [Google Scholar] 56. Minakuchi H, Nakanishi K, Soga N, Ishizuka N, Tanaka N. Anal Chem. 1996; 68: 3498–3501. [PubMed] [Google Scholar] 59.Дун Х, Донг Дж, Оу Дж, Чжу Й, Цзоу Х. Электрофорез. 2007. 28: 2606–2612. [PubMed] [Google Scholar] 60. Фэн С., Пан Ц., Цзян Х, Сюй С., Чжоу Х., Е М., Цзоу Х. Протеомика. 2007. 7: 351–360. [PubMed] [Google Scholar] 61. Kato M, Inuzuka K, Sakai-kato K, Toyo’oka T. Anal Chem. 2005; 77: 1813–1818. [PubMed] [Google Scholar] 64. Ходжсон Р.Дж., Чен Й., Чжан З., Тлеугабулова Д., Лонг Х., Чжао Икс, Орган М, Брук М.А., Бреннан Дж.Д. Anal Chem. 2004. 76: 2780–2790. [PubMed] [Google Scholar] 65. Нандакумар М.П., ​​Палссон Э., Густавссон П.Е., Ларссон П.О., Маттиассон Б.Биосеп. 1999; 9: 193–202. [PubMed] [Google Scholar] 66. Доган А., Озкара С., Сари М.М., Узун Л., Денизли А. Дж. Хроматогр. Б. 2012; 893–894: 69–76. [PubMed] [Google Scholar] 67. Арвидссон П., Плиева Ф.М., Савиина И.Н., Лозинский В.И., Фексби С., Бюлов Л., Галаев И.Ю., Маттиассон Б. Дж. Хроматогр. А. 2002; 977: 27–38. [PubMed] [Google Scholar] 68. Лозинский В., Плиева Ф.М., Глаев И.Ю., Маттиасон Б. Биосеп. 2002; 10: 163–188. [Google Scholar] 69. Дайняк М.Б., Галаэй И.Ю., Маттиассон Б. Дж. Хроматогр. А. 2006; 1123: 145–150. [PubMed] [Google Scholar] 70.Ван Л., Шаочуан С., Хе Икс, Юн К., Яо С.Дж. Биохим Энг Дж. 2008; 42: 237–242. [Google Scholar] 71. Derazshamshir A, Ergun B, Pesint G, Odabasi M. J Appl Polym Sci. 2008; 109: 2905–2913. [Google Scholar] 73. Острянина Н., Ильина И., Тенникова Т. Ж. Хроматогр. Б. 2002; 770: 35–43. [PubMed] [Google Scholar] 74. Ралла К., Антон Ф., Шепер Т., Каспер К. Дж. Хроматогр. А. 2009; 1216: 2671–2675. [PubMed] [Google Scholar] 75. Николи Р., Бартолини М., Рудаз С., Андрисано В., Войти Дж. J Chromatogr A. 2008; 1206: 2–10. [PubMed] [Google Scholar] 76.Темпорини С., Перани Э., Манчини Ф., Бартолини М., Каллери Э., Лубда Д., Феликс Дж., Андрисано В., Массолини Г. Дж. Хроматогр. А. 2006; 1120: 121–131. [PubMed] [Google Scholar] 77. Каллери Е., Темпорини С., Перани Е., Стелла С., Рудаз С., Лубда Д., Меллерио Дж., Войти Дж. Л., Каччаланза Г., Массолини Г. Дж. Хроматогр. А. 2004; 1045: 99–109. [PubMed] [Google Scholar] 79. Петерсон Д.С., Рор Т., Свек Ф., Фреше Дж.М.Дж. J Proteome Res. 2002; 1: 563–568. [PubMed] [Google Scholar] 80. Hage DS, Phillips TM. В: Справочник по аффинной хроматографии.2-е изд. Хейдж Д.С., редактор. Бока-Ратон: CRC Press; 2006. Глава 6. [Google Scholar] 81. Колон Л.А., Ли Л. В: Достижения в хроматографии. Грушака Э., Гринберг Н, ред. Нью-Йорк: Деккер; 2008. Глава 8. [Google Scholar] 83. Плиева Ф.М., Савина И.Н., Дераз С., Андерссон Дж., Галаев И.Ю., Маттиассон Б. Дж. Хроматрогр Б. 2004; 807: 129–137. [PubMed] [Google Scholar] 84. Плиева Ф.М., Андерссон Дж., Галаев И.Ю., Маттиассон Б. Дж. Сеп. Наук. 2004. 27: 828–836. [PubMed] [Google Scholar] 85. Арвидссон П., Плиева Ф.М., Савина И.Н., Лозинский В.И., Фексби С., Бюлов Л., Галаев И.Ю., Маттиассон Б.J Chromatogr A. 2002; 977: 27–38. [PubMed] [Google Scholar] 86. Лозинский В.И., Вайнерман Е.С., Титова Е.Ф., Белавцева Е.М., Рогожин С.В. Colloid Polym Sci. 1984. 262: 769–774. [Google Scholar] 88. Faye C, Chamieh J, Moreu T., Granier F, Favre K, Dugas V, Demesmay C. Anal Biochem. 2012; 420: 147–154. [PubMed] [Google Scholar] 91. Петерка М., Ярц М., Баняц М., Франкович В., Бенчина К., Мерхар М., Габерк-Порекар В., Менарт В., Странкар А., Подгорник А. Дж. Хроматогр. А. 2006; 1109: 80–85. [PubMed] [Google Scholar] 92. Ефременко Э., Вотчицева Ю., Плиева Ф., Галаев И., Маттиасон Б.Appl Microbiol Biotech. 2006; 70: 558–563. [PubMed] [Google Scholar] 94. Шин MJ, Тан L, Jeong MH, Ким JH, Чхве WS. J Chromatogr A. 2011; 1218: 5273–5378. [PubMed] [Google Scholar] 98. Uzun L, Yavuz H, Say R, Ersoz A, Denizli A. Ind Eng Chem Res. 2004. 43: 6507–6513. [Google Scholar] 99. Захарис К.К., Калайцантонакис Е.А., Подгорник А., Теодоридис Г. Дж. Хроматогр. А. 2007; 1144: 126–134. [PubMed] [Google Scholar] 100. Ходжсон Р.Дж., Чен Й., Чжан З., Тлеугабулова Д., Лонг Х., Чжао Х, Орган Х, Брук М.А., Бреннан Д.Д. Anal Chem.2004. 76: 2780–2790. [PubMed] [Google Scholar] 103. Колон Л.А., Ли Л. В: Достижения в хроматографии. Грушка Э., Гринберг Н., ред. Том 48. Нью-Йорк: Марсель Деккер; 2008. Глава 8. [Google Scholar] 107. Хаупт К. В: Справочник по аффинной хроматографии. 2-е изд. Хейдж Д.С., редактор. Бока-Ратон: CRC Press; 2006. Глава 30. [Google Scholar]

Руководство архитектора по методам монолитного строительства

Архитекторы: Хотите, чтобы ваша работа была представлена ​​в Architizer? Загрузите свои проекты для рассмотрения для редакционной функции! Не забудьте подписаться на нашу вдохновляющую новостную рассылку .

Монолитные здания исторически использовались для обозначения постоянства, силы, верховенства закона и долговечности. Таким образом, масса в форме здания является одновременно символом более широких общественных идеалов, а также эстетическим выбором. Однако современные технологии позволили архитекторам более дешево и быстро построить солидное здание, в связи с чем возникает вопрос: какова ценность действительно массивного здания в нашей архитектурной культуре сегодня?

Этот сборник обращается к различным технологиям массивного строительства, включая монолитный бетон, утрамбованный грунт, уложенные монолитные камни и блоки каменной кладки, все с использованием явно выраженных несущих материалов.

© Mell Lawrence Architects

.

© Mell Lawrence Architects

.

© Mell Lawrence Architects

.

Concrete Studio от Mell Lawrence Architects, Остин, Техас, США

Этот студийный дизайн для творческой семьи — игра двойственности; тяжесть бетона с прозрачностью стекла, твердость стены с мягкими краями ландшафта. Эта небольшая конструкция полностью состоит из заливного бетона с использованием специальной опалубки для создания повторяющейся внешней текстуры.

© автотроф

© автотроф

© автотроф

Modern Ruin by autotroph, Санта-Фе, Нью-Мексико, США

Этот особняк построен с использованием техники утрамбованной земли и отсылает к руинам, сооруженным много лет назад и сохранившимся до наших дней. В массивной форме размещаются хозяйственные компоненты проекта, а жилые помещения — из обветренной стали.

© HARQUITECTES

© HARQUITECTES

© HARQUITECTES

ДОМ 1101 by HARQUITECTES, Сан-Кугат-дель-Валлес, Испания

В этом доме используется двойная двойная каменная кладка из несущих кирпичей, окрашенных в красный цвет снаружи и выкрашенных в белый цвет внутри.Кубические формы дома соединены плавными переходами, которые можно полностью открывать наружу или закрывать от стихии.

© Роланд Хальбе

© Роланд Хальбе

© Роланд Хальбе

Трюфель от Ensamble Studio, Коста-да-Морте, Испания

Это небольшое убежище, охватывающее слои земли, сделано из неармированного бетона, образованного путем наложения грунта снаружи и тщательно уложенных тюков сена в качестве держателей для внутреннего объема.Затем сено было убрано, а почва перераспределена без материальных отходов.

© Адриа Гула

© Адриа Гула

© Адриа Гула

Дом 1014 от HARQUITECTES, Гранольерс, Испания

Этот проект расположен в историческом центре города и поэтому слишком чувствителен к масштабу и существующему контексту. Сохраняя исторический каменный фасад, эта реконструкция контрастирует с существующей тканью с несущими кирпичными стенами, столь же прочными, как и их предшественники.

Приморская библиотека от Vector Architects, Хэбэй Шэн, Китай

Легко сделать что-то, что тяжелее выглядит тяжелее. В этой библиотеке на китайском побережье используется свет, чтобы ее массивная бетонная конструкция казалась непривлекательной и маневренной.

Поиск производителей бетона

Архитекторы: Хотите, чтобы ваша работа была представлена ​​в Architizer? Загрузите свои проекты для рассмотрения для редакционной функции! Не забудьте подписаться на нашу вдохновляющую новостную рассылку .

.

No related posts.